基于PUF輕量級(jí)認(rèn)證協(xié)議的分析與研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的逐步深入和泛在網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，安全問(wèn)題受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，依賴于無(wú)線通信的泛在網(wǎng)絡(luò)容易受到更多的安全威脅。而泛在網(wǎng)絡(luò)的RFID標(biāo)簽、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和智能卡這三個(gè)重要組成部分，均采用無(wú)線通信的方式，面臨著監(jiān)聽(tīng)、欺騙、篡改以及跟蹤等威脅，容易引發(fā)用戶隱私泄露和通信安全的問(wèn)題。這些問(wèn)題已成為RFID技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸。我們所提到的紛繁復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)，基本上都是基于安全協(xié)議的，由此具備高安全性的安全協(xié)議是保

2、證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要前提。但是，RFID標(biāo)簽、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)由于受運(yùn)算能力、電池容量和存儲(chǔ)空間的限制，使得設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)安全機(jī)制困難重重。與此同時(shí)，基于傳統(tǒng)加密手段的認(rèn)證協(xié)議需要比較大的計(jì)算量，不適用于資源有限的物理設(shè)備，因此，輕量級(jí)的認(rèn)證技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在分析PUF模型、RFID系統(tǒng)和HB協(xié)議族的基礎(chǔ)上，針對(duì)Hammouri等人結(jié)合HB、PUF提出的一系列認(rèn)證協(xié)議，基于Gilbert提出的GRS攻擊

3、模型設(shè)計(jì)了改進(jìn)的中間人攻擊方法，證明了PUF-HB協(xié)議沒(méi)有防御中間人攻擊的能力。⑵針對(duì)PUF-HB協(xié)議的漏洞，通過(guò)加入非線性函數(shù)的方法設(shè)計(jì)了PUF-NLHB協(xié)議，并給出具體的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。在隨機(jī) oracle模型下通過(guò)向噪聲環(huán)境下的學(xué)習(xí)校驗(yàn)問(wèn)題的規(guī)約，證明了新協(xié)議的安全性，分析表明新協(xié)議提供了低功耗、防篡改、可證明的安全性認(rèn)證。⑶在分析HB＃協(xié)議和OOV-MIM攻擊的基礎(chǔ)上，針對(duì)HB＃協(xié)議的缺陷，基于物理不可克隆函數(shù)設(shè)計(jì)了P-HB＃協(xié)議