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一种适用于雾计算的终端节点切换认证协议

胡荣磊 陈雷 段晓毅 于秉琪

胡荣磊, 陈雷, 段晓毅, 于秉琪. 一种适用于雾计算的终端节点切换认证协议[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(10): 2350-2356. doi: 10.11999/JEIT200005
引用本文: 胡荣磊, 陈雷, 段晓毅, 于秉琪. 一种适用于雾计算的终端节点切换认证协议[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(10): 2350-2356. doi: 10.11999/JEIT200005
Ronglei HU, Lei CHEN, Xiaoyi DUAN, Bingqi YU. A Switching Authentication Protocol of Terminal Node for Fog Computing[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(10): 2350-2356. doi: 10.11999/JEIT200005
Citation: Ronglei HU, Lei CHEN, Xiaoyi DUAN, Bingqi YU. A Switching Authentication Protocol of Terminal Node for Fog Computing[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(10): 2350-2356. doi: 10.11999/JEIT200005

一种适用于雾计算的终端节点切换认证协议

doi: 10.11999/JEIT200005
基金项目: 国家自然科学基金(61772047),中央高校基本科研业务费项目(328201914),北京电子科技学院中央高校研究基金(2017LG01)
详细信息
    作者简介:

    胡荣磊:男,1977年生,博士,副研究员,研究方向为密码学与信息安全

    陈雷:男,1992年生,博士生,研究方向为密码学与信息安全

    段晓毅:男,1979年生,博士,讲师,研究方向为密码学与信息安全

    于秉琪:男,1995年生,硕士生,研究方向为密码学与信息安全

    通讯作者:

    陈雷 1051274640@qq.com

  • 中图分类号: TN918; TP309

A Switching Authentication Protocol of Terminal Node for Fog Computing

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61772047), The Fundamental Research Funds for The Central Universities of China (328201914), The Central University Research Foundation of Beijing Electronic Science and Technology Institute (2017LG01)
  • 摘要: 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。
  • 图  1  ${\rm{F}}{{\rm{N}}_1}$共享认证密钥${\rm{A}}{{\rm{K}}_{{F_1}}}$

    图  2  雾计算终端节点认证模型

    图  3  ${\rm{F}}{{\rm{N}}_1}$发送广播数据包

    图  4  邻居雾节点密钥交换

    图  5  终端节点初始化认证

    图  6  ${\rm{F}}{{\rm{N}}_2}$${\rm{F}}{{\rm{N}}_1}$的邻居雾节点

    图  7  ${\rm{F}}{{\rm{N}}_2}$不是${\rm{F}}{{\rm{N}}_1}$的邻居雾节点

    表  1  初始化认证通信跳数比较表

    Han
    方案[8,9]
    Ibriq
    方案[10]
    Fantacci
    方案[11]
    房帅磊
    方案[12]
    本文
    协议
    TN22222
    FN2t2t2t+111
    BS12
    系统总跳数2t+32t+42t+333
    下载: 导出CSV

    表  2  切换重认证通信跳数比较表

    Han
    方案[8,9]
    Ibriq
    方案[10]
    Fantacci
    方案[11]
    房帅磊
    论文[12]
    本文协议
    TN22212
    FN1(3)2t2t+111(4)
    BS2
    系统总跳数3(5)2t+42t+323(6)
    下载: 导出CSV

    表  3  初始化认证和切换重认证计算开销比较表

    运算种类初始化认证切换重认证
    对称加密/解密32
    非对称加密/解密10
    签名或验证10
    哈希运算32
    下载: 导出CSV

    表  4  本文与各方案节点所需存储空间比较表(Byte)

    Han
    方案[8,9]
    Ibriq
    方案[10]
    Fantacci
    方案[11]
    房帅磊
    论文[12]
    本文协议
    TN5668181917
    FN62761036464
    BS92180000
    总数2103241218381
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-02
  • 修回日期:  2020-08-07
  • 网络出版日期:  2020-08-12
  • 刊出日期:  2020-10-13

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