基于边缘计算的并行密钥隔离聚合签名方案

无线医疗传感器网络的出现为患者的治疗带来了极大的便利.但是,无线医疗传感器网络中往往都使用不可信的公共信道进行数据通信并且只有唯一的云服务器处理大量的医疗数据,这就导致了通信安全、隐私保护、密钥泄露、云服务器计算负担过大、延迟高等问题.此外,现有的大多数无证书聚合签名方案无法抵抗完全选择密钥攻击.针对上述问题,本文提出一种适用于无线医疗传感器网络基于边缘计算的无证书并行密钥隔离聚合签名方案.方案引入边缘计算的架构使得签名的验证和聚合过程在更靠近终端用户的边缘层进行,在降低中心云服务器计算负担的同时还能有效的保护患者的隐私.本文方案继承了无证书和密钥隔离技术的优点,同时避免了复杂的证书管理、密钥托管以及密钥暴露等问题.在随机预言模型下证明了本文方案可以抵抗完全选择密钥攻击、Type I攻击以及Type II攻击.性能分析表明,与相关无证书签名方案相比,本文方案的计算开销至少可降低74.03%,通信开销至少可降低25%.

医疗网络中无证书并行密钥隔离聚合签名方案

无线传感器网络在医疗领域的应用,为医生和患者带来了极大的便利。由于传输过程中会导致患者隐私信息被破坏,医疗数据的真实性和完整性成为了医疗行业一大难题。为解决此难题,无证书聚合签名方案被提出保护患者隐私信息。然而,大多数方案都无法抵御完全选择密钥攻击,并存在密钥暴露问题。为此,提出了可抵御完全选择密钥攻击的无证书并行密钥隔离聚合签名方案。该方案基于区块链技术进行数据共享和身份追踪,利用边缘计算的实时性处理无线传感器网络中高延迟问题,同时使用并行密钥隔离方法解决密钥暴露问题。在随机谕言机模型下,基于椭圆曲线离散对数问题证明该方案的不可伪造性,基于哈希的强抗碰撞性证明方案可抵御完全选择密钥攻击。使用MIRACL库进行效率分析,表明该方案在各阶段运行效率要优于其他相关方案,同时具有较低的通信开销。