5G-V2X中基于轨迹预测的安全高效群组切换认证协议

针对5G-V2X场景中大量车辆执行切换认证的效率问题,提出了一种基于轨迹预测的安全高效群组切换认证协议。首先,通过预测车辆轨迹,提前完成密钥协商协议。其次,通过用户分组算法将具有移动相关性的车辆视为同一群组,再采用无证书聚合签名技术批量验证群组内所有车辆。再次,针对聚合签名技术易遭受拒绝服务攻击的弊端,采用二分查找法快速定位恶意用户,提高群组切换认证协议的效率。最后,利用形式化验证工具Scyther对所提协议进行了安全性分析,与现有最优协议相比,所提协议的计算效率提高了30%。

基于中国剩余定理秘密共享的切换认证协议

随着智能汽车行业的发展,车联网安全的应用意义与发展前景备受关注,而身份认证是车联网安全的第一道大门。目前关于车联网身份认证协议的研究重点大多放在车联网中两种实体间的首次认证与批量认证过程,对实体间切换认证过程的协议关注不足,并且现有切换认证协议大多基于区块链进行设计。针对上述情况,文章运用椭圆曲线加密和中国剩余定理秘密共享的技术,在不使用区块链技术的情况下提出了一个基于中国剩余定理秘密共享的车对路切换认证协议,实现了车辆与路边单元双向的初始化认证和切换认证,提高了车辆在路边单元组中切换认证的认证效率。文章首先通过理论推导证明了该协议的正确性,然后利用随机预言机模型证明了该协议的语义安全性,最后对该协议的安全性、计算开销和通信开销三方面进行性能分析,并与其他协议的性能进行对比。结果表明,随着切换认证次数的增加,该协议的累计计算开销和累计通信开销相较于其他协议增长更慢,对资源的消耗更低。

一种新型的LTE-A网络切换认证协议

针对典型蜂窝网络LTE-A网络的切换认证问题,本文通过引入SDN(Software Defined Network,软件定义网络),提出了软件定义LTE-A异构网络架构,在中心控制器中共享UE(User Equipment,用户设备)的安全上下文信息,以实现简化切换认证过程,提高认证效率的目标.中心控制器的加入,使蜂窝与核心网通信时需要增加一次信令开销,而LTE-A网络的标准切换认证方法过于复杂,应用在软件定义LTE-A异构网络中,会产生较多的信令开销.基于代理签名的切换认证方法,使UE在验证身份时不用经过核心网,减少了信令开销.在安全性相同的情况下,基于椭圆曲线的加密体系比基于RSA的加密体系计算量更小,有利于减少中心控制器的计算压力.本文采用椭圆曲线代理签名方法,提出了一种新型的切换认证协议,并运用着色Petri网进行建模和仿真分析.仿真结果表明,该协议是有效的,且安全性更高.

一种WLAN Mesh网络快速切换认证方法

针对WLAN Mesh网络中Mesh接入点(MAP)移动时快速切换认证过程中存在的安全问题,采用基于邻居图的快速切换方法和基于矩阵的密钥预分配方法,提出一种快速切换认证方案,该方案能够适应具有移动MAP的WLAN Mesh网络场景.利用Canetti-Krawczyk模型对提出的认证方案进行安全性分析,并对方案中所需的计算和存储代价进行估计.结果表明,在伪随机函数和消息认证码函数是安全的前提下,方案中的认证协议在UM中是SK-安全的,且该方案具有较小的计算和存储代价.

面向B5G网络的高效切换认证与安全密钥更新机制

为了解决5G网络切换认证与密钥更新机制不具备前向安全性、易遭受旁路攻击、存在信令拥塞等问题,针对5G增强(B5G)网络,提出一种基于无证书的高效切换认证与安全密钥更新机制。在网络边缘侧引入基于无证书的密钥协商机制,使移动终端主动发起密钥更新请求,在空口侧完成无证书密钥更新全过程;在eCK安全模型下基于Diffie-Hellman困难问题,从理论上证明了该密钥更新机制的安全性。仿真评估表明,所提机制不仅满足了移动终端密钥管理的前向安全,与其他同类切换认证相比有更低的通信开销和计算开销。

一种适用于雾计算的终端节点切换认证协议

针对当前雾计算环境下终端节点的切换认证协议在存储量、计算量和安全性等方面还存在缺陷,该文提出一种高效的终端节点切换认证协议。在该协议中,采用双因子组合公钥(TF-CPK)和认证Ticket相结合的方式,实现雾节点和终端节点的相互认证和会话密钥协商。安全性和性能分析结果表明,该协议支持不可跟踪性,可以抵抗众多已知攻击和安全威胁,且具有较小的系统开销。

5G异构网络中基于群组的切换认证方案

随着5G网络的发展,各类网络服务质量极大提升的同时网络环境也愈加复杂,从而带来了一系列安全挑战。切换认证可以解决用户在不同类型网络间的接入认证问题,但现存方案仍存在一些不足,还需要解决如全局切换认证、密钥协商、隐私保护、抵抗伪装攻击、抵抗中间人攻击、抵抗重放攻击以及群组用户切换效率等问题。针对这些问题,提出了一个5G异构网络中基于群组的切换认证方案。在所提出的方案中,注册域服务器在区块链上为每个用户存入一个通行证,任何实体都可以利用该通行证对用户进行认证,从而实现全局切换认证。对于群组用户,各用户分别设置可聚合的认证参数,验证者通过验证聚合签名实现对群组用户的批量验证。新方案不仅提升了群组用户切换时的效率,同时还满足上述安全性要求。基于形式化分析软件AVISPA的分析结果表明,所提出的方案是安全的。性能分析表明,所提出的方案执行批量验证时的效率比现存方案至少提升了89.8%。

一种新的隐私保护型车载网络切换认证协议

该文针对现有车载网络切换认证协议存在的安全性、隐私等方面的不足,在LIAP协议的基础上提出改进方案。首先将随机数与伪标识串联,再用二次模运算对串联的信息进行加密,以生成动态身份标识保护用户位置隐私;与此同时,在移动终端切换过程中,新路侧单元重新生成新会话秘密序列,并与终端伪标识进行异或加密,对LIAP协议中存在的平行会话攻击进行安全防护。理论分析及实验表明,改进协议不仅满足终端匿名性和抵御各种攻击的安全需求,也实现了较快的切换速度,与同类切换认证协议相比,实用中具明显优越性。

面向LTE-A的切换认证安全协议应用研究

LTE-A网络现已成为移动应用的主要传输管道,但LTE-A标准中的切换过程仍存在一定的复杂性和安全缺陷.为了解决LTE-A标准和传统切换认证的缺陷,本文设计了一种基于身份的切换认证方案.在用户注册阶段,通过基于身份的加密体制来保障用户身份信息不被泄漏;在切换认证阶段,采用新的基于身份的密钥协商协议,相比传统基于身份的密钥协商协议,该协议无需双线性对运算,大大减小了计算开销和通信开销,本文在该协议的基础上加以改进,使得更加适用于LTE-A网络.相比其它方案,本方案不仅具有更好的性能,而且满足前向保密性及防重放攻击等安全性.本文运用着色Petri网进行建模和仿真分析,仿真结果表明,本协议是有效的,且具有更高的安全性.

基于群签名的无线Mesh网络匿名切换认证方案

为保证Mesh网络移动客户端视频、语音等实时性强的业务不中断,一种快速安全的切换认证策略显得非常重要。从保护移动节点的隐私信息出发,提出了一种基于群签名的无线Mesh网络匿名切换认证方案。与其他基于群签名的切换认证方案不同,该方案中切换认证过程不涉及群签名相关运算,且群签名运算只在路由器上进行。该方案不仅满足了安全性要求,还具有较高的认证效率和保护用户隐私的优点。

一种无线切换认证协议的性能改进

切换认证协议是确保移动节点在无线网络中多个接入点之间进行快速安全切换的关键,在设计切换认证协议时,必须充分考虑移动节点计算、存储能力低以及电池容量小等特点。针对无线局域网的切换认证协议Hash Hand双线性对运算消耗资源大的缺陷,提出了一种新的快速切换认证协议。该协议不使用对运算,仅使用加法群的点乘运算替代,提高了协议的效率,并且具有用户匿名性、不可追踪性和有条件的隐私保护性。用户与认证服务器满足互认证性,能够安全地协商会话密钥并且周期性地更新。该协议能有效地抵制重放攻击和拒绝服务攻击。

LTE/LTE-A网络中基于盲签名的具有条件隐私保护的切换认证协议

LTE/LTE-A网络的设计为移动应用提供了较低的切换时延,但LTE标准中的切换过程仍存在一定的复杂性和安全缺陷。为了解决LTE标准和传统切换认证协议的缺陷,设计了一个基于盲签名的切换认证协议。在注册接入阶段通过盲签名建立用于切换过程的认证密钥,在切换过程中通过假名的可变换性和在特定条件下变为真名的可逆性来实现匿名性、不可跟踪性和条件隐私保护。理论分析和仿真结果表明,相较于LTE标准和其他切换认证协议,提出的协议在满足更多安全属性的同时,有更好的性能。

基于CRT的gNB间切换认证方法与密钥协商协议

针对当前UE在gNB间的切换认证与密钥协商过程存在的仅有两跳前向安全性和易受拒绝服务攻击等问题,提出了一种基于中国剩余定理(CRT)的切换认证与密钥协商协议。该协议利用秘密共享原理,令源gNB和所有可能的目标gNB构成一个群体,把真实的参数作为“秘密”在源gNB和唯一的目标gNB间共享,使得关键参数NH和NCC能在源gNB和目标gNB间安全传输。实验结果表明,该协议是安全的,相比同类的改进协议具有效率优势。

基于移动切换认证的分层异构网络中的用户敏感信息隐藏方法

为了保证用户敏感信息的安全性,需要对用户敏感信息进行隐蔽传输。采用已有方法对分层异构网络中的用户敏感信息进行隐藏时,所得信息的完整性和安全性较低。鉴于此,提出一种基于移动切换认证的分层异构网络中的用户敏感信息隐藏方法。该方法采用嵌入单元置乱算法对用户的敏感信息进行置乱,打乱用户敏感信息在分层异构网络中的正常排序序列;根据字符亮度编码机制并结合HSI模型,在打乱的用户敏感信息排序序列内得到最优的用户敏感信息嵌入位置;采用载体操纵法对分层异构网络中用户敏感信息的嵌入单元集合进行分析,根据分析结果将用户的敏感信息嵌入到最优嵌入位置中,完成分层异构网络中用户敏感信息的隐藏。实验结果表明,所提方法得到的信息的完整性和安全性均较高。

5G移动边缘计算场景下的快速切换认证方案

5G万物互联为用户带来极致网络体验的同时也提出了新的挑战,用户的超低时延体验、移动状态下无顿感的获取业务以及安全防护问题备受关注。移动边缘计算能够满足5G低时延、大连接、高带宽的严苛要求,作为一种多信任域共存的计算范式,多实体之间、跨信任域之间互联互通频繁,身份认证作为安全防护的第一道关口尤为重要。通过对现有边缘计算范式下的身份认证机制研究,提出了一种通过构建信任域的基于预认证的轻量级快速切换认证方案,不同区域间移动的用户能实现快速安全的切换认证。所提方案将服务和计算由云端下沉到边缘侧,生物指纹技术被用于用户端以抵御终端被盗攻击,不同区域的边缘服务器采用预认证的方式来满足快速切换需求,用户与边缘服务器采用实时协商共享会话密钥的方式建立安全通道,认证方案以异或和哈希运算来保证轻量级。对所提方案从安全性与性能两方面进行评估,其中,安全性从理论设计分析和形式化工具验证两方面进行。采用形式化分析工具AVISPA验证了在存在入侵者的情况下所提方案的安全性,与其他方案相比所提方案更安全。性能主要从认证方案的计算成本和通信成本进行评估,仿真表明,所提方案在通信成本上有较好的优势,计算开销能够满足资源受限的移动终端用户需求。后续需要从两方面对方案进行改进,一是要加强方案可扩展性的改进以确保用户及边缘服务器能随时加入退出。二是要加强方案普适性的改进以满足第三方服务商的接入部署。

面向多类型终端的天地一体化信息网络接入与切换认证机制研究

随着天地一体化信息网络新频段的关键技术研究成熟,网络能容纳各种频段类型的用户。为实现资源有效利用,针对差异化终端需要设计有针对性、定制化的安全防护机制。在统一网络架构下,针对普通终端、关键终端和Ka终端3种类型终端,分别提出3种接入认证机制。同时,为确保不同类型终端接入网络后仍可获得连续的网络服务,提出一种基于预切换的切换认证机制,为3类终端提供统一安全的切换服务。形式化验证工具Scyther以及非形式化安全分析结果表明,所提方案满足相关场景下的多种安全需求,同时与同类型方案进行对比,发现所提方案能实现安全和性能的有效平衡,满足多维化天地一体化信息网络场景的终端接入与切换认证需求。

支持批量认证和隐私保护的无线Mesh网络切换认证方案

为了在任何时间、任何地点向移动终端提供无缝网络服务,切换认证技术显得尤为重要.从认证节点的隐私保护出发,提出了一种基于身份且支持批量认证的切换认证方案,并且认证过程无需第三方参与.方案中,认证双方无复杂的双线性对运算,移动节点经两次握手可实现安全切换.相比其他方案,该方案不仅满足了认证的安全性要求,还具有较高的认证效率和支持批量认证的优点.

基于票据的名字解析系统切换认证机制

名字解析系统作为信息中心网络的重要组成部分,负责建立、维护和发布信息名字和地址之间的映射关系,提供名字解析服务。移动节点在使用名字解析系统服务时,存在代理之间切换认证的场景。针对该场景简单性、高效性和安全性的要求,结合无线网络中的切换认证机制,提出一种基于票据的名字解析系统切换认证机制。移动节点利用认证服务器预签名的票据进行接入认证,之后使用原代理分发的票据进行切换认证。认证过程减少移动节点计算量大的操作和认证双方交互次数。移动节点分别通过四次通信和二次通信完成接入认证和切换认证。分析表明该机制不仅具有多种安全特性如隐私保护、双向认证、前向和后向安全性、抵抗重放攻击和伪造攻击,而且计算代价减少48%,通信开销降低至少25%。

基于事件同步的星地协同安全切换认证协议

为有效解决用户接入卫星网络和星间切换的安全认证问题,提高网络服务质量和用户体验质量,在软件定义空天地一体化网络架构下,提出一种基于事件同步的星地协同安全切换认证协议。详细阐述了用户初始接入认证和切换认证过程,通过预先生成由卫星进行加密传输的认证向量和用于星间传递指导用户切换的向量组,避免了Token对时间的高度依赖,减少了星地节点交互,并利用基于信任域的形式化分析方法证明了协议的安全性。性能分析和仿真实验结果表明,所提出的协议能够满足安全切换认证需求,且计算开销和认证时延明显低于其他协议,可以实现空天地一体化网络中用户高效、安全的切换认证。

安全高效的无线网络切换认证方案

对现有基于身份的一次性公钥及签名算法进行改进,通过改变一次性公钥密钥参数、验证和匿名性撤销的计算方式,减少双线性运算次数,在保证安全性的基础上降低计算开销,基于该算法设计一种无线网络切换认证方案,方案只需在接入点和移动节点间进行通信,即可完成双向认证,在提供强匿名性的同时,可防止移动节点的恶意行为.分析表明,方案同时具有安全性和效率上的优势,更加适合在无线网络环境下应用.