采用云和PUF的轻量级RFID双标签认证协议

针对医药系统中药品和说明书同时认证的应用需求,提出一种快速双标签身份认证方案。该方案引入云服务器和物理不可克隆函数,确保了射频识别系统的可扩展性和标签的不可克隆性。针对传统射频识别系统逐一认证双标签效率较低的问题,提出一种双标签响应合并流程;针对物理不可克隆函数引发的系统错误认证问题,计算了物理不可克隆函数响应的最佳认证阈值,以降低系统的认证错误率;针对云服务器的不可信问题,提出3种超轻量级位流函数以实现两种加密机制,从而保护前向信道免受云服务器隐私泄露的威胁。安全分析表明,快速双标签身份认证协议可满足标签匿名性和不可追踪性,并能有效地抵抗克隆攻击、去同步化攻击、重放攻击等恶意攻击。此外,使用BAN逻辑分析和AVISPA工具,进一步验证了协议的安全性。与近期的认证协议相比,快速双标签身份认证协议的服务器搜索耗时最短,在满足各项安全属性的同时,以近似单标签的资源开销实现了对双标签的快速认证,适用于资源受限的大规模双标签认证场景。

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%。

主从区块链容错异构跨域身份认证方案

异构跨域身份认证是对不同体制信任域内的节点进行身份确认和安全信息交互的技术,现有的认证方案主要存在单点攻击风险和认证复杂等问题。为此,设计了主从区块链身份认证模型和匹配使用的分层拜占庭容错算法,通过主从链分步、分阶段共识,减少了共识参与节点数量,并将PKI体制与CL-PKC体制的特有功能节点与主从链节点相对应,在不改变原有信任域节点功能的前提下,使用区块链证书的哈希值高效传递信任,优化了认证流程,实现了双向异构跨域身份认证。最后通过仿真实验验证以及安全性和性能分析,表明该方案与相关方案对比,在实现安全通信的同时,提高了共识效率和容错性,降低了认证过程的通信开销。