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面向ZigBee网络节点安全定位的消息签名方案

黄一才 李森森 鲍博武 郁滨

黄一才, 李森森, 鲍博武, 郁滨. 面向ZigBee网络节点安全定位的消息签名方案[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(3): 702-708. doi: 10.11999/JEIT180064
引用本文: 黄一才, 李森森, 鲍博武, 郁滨. 面向ZigBee网络节点安全定位的消息签名方案[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(3): 702-708. doi: 10.11999/JEIT180064
Yicai HUANG, Sensen LI, Bowu BAO, Bin YU. Message Signature Scheme for ZigBee Network Security Positioning[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 702-708. doi: 10.11999/JEIT180064
Citation: Yicai HUANG, Sensen LI, Bowu BAO, Bin YU. Message Signature Scheme for ZigBee Network Security Positioning[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 702-708. doi: 10.11999/JEIT180064

面向ZigBee网络节点安全定位的消息签名方案

doi: 10.11999/JEIT180064
基金项目: 信息保障技术重点实验室开放基金(KJ-15-104)
详细信息
    作者简介:

    黄一才:男,1985年生,讲师,研究方向为无线网络安全

    李森森:男,1993年生,助教,研究方向为无线网络安全和蓝牙技术

    鲍博武:男,1994年生,硕士生,研究方向为无线网络安全和蓝牙技术

    郁滨:男,1964年生,教授,博士生导师,研究方向为无线网络安全和视觉密码

    通讯作者:

    李森森 lss589@163.com

  • 中图分类号: TP393.08

Message Signature Scheme for ZigBee Network Security Positioning

Funds: The Key Laboratory of Information Assurance Technology Open Fund (KJ-15-104)
  • 摘要:

    针对ZigBee网络节点定位中消息的安全性问题,该文提出一种带隐私保护的消息签名方案。方案基于椭圆曲线(ECC)上的无双线性对运算,设计了带身份隐私保护的定位请求消息签名算法和坐标隐私保护的定位参照消息签名算法。理论证明了所提方案可抵御伪造攻击、重放攻击等多种外部攻击,同时具备隐私保护、身份追踪等功能。性能分析结果表明,与同类方案相比,所提方案计算开销和通信开销均具有优势。

  • 图  1  系统模型图

    图  2  消息签名方案流程图

    图  3  消息签名与验签消息流

    图  4  消息签名验签仿真曲线

    表  1  安全性能对比表

    安全定位方案可认证性匿名性身份追踪抗伪造攻击抗篡改攻击抗重放攻击隐私保护
    文献[16]方案××××
    文献[17]方案×
    本文方案
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    表  2  复杂计算次数统计表

    方案签名过程验签过程
    文献[16]方案$2 \times ({T_{\rm em}} + {T_h})$$2 \times (4{T_{\rm em}} + 4{T_{\rm ea}} + {T_h})$
    文献[17]方案$2 \times (3{T_{\rm em}} + 4{T_h})$$2 \times (3{T_{\rm em}} + 3{T_{\rm ea}} + 3{T_h})$
    本文方案$4{T_{\rm em}} + 4{T_h}$$2 \times (3{T_{\rm em}} + 2{T_{\rm ea}} + 2{T_h})$
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    表  3  性能分析结果表

    方案ECC的标量乘法运算(次)ECC的标量加法运算(次)单向散列运算(次)通信开销增加量(Byte)
    文献[16]方案1084100
    文献[17]方案12614124
    本文方案1048124
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-17
  • 修回日期:  2018-11-29
  • 网络出版日期:  2018-12-07
  • 刊出日期:  2019-03-01

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