[發明專利]用于物聯網的基于假名的匿名認證與密鑰協商優化認證方法以及優化認證分析方法

有效

• 申請號: 201710001501.5
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106657124B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 陳明
• 申請（專利權）人: 宜春學院
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 路寧

1.一種用于物聯網的基于假名的匿名認證與密鑰協商優化認證方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，用戶和傳感器節點分別向網關節點GWN進行注冊，針對用戶和傳感器節點的不同，分別采用不同的用戶注冊協議和傳感器節點注冊協議；

所述用戶注冊協議包括：

假定用戶U_i與網關節點GWN共享了口令密碼PW_i，U_i的真實ID為ID_i；U_i按照如下協議向網關節點進行注冊；

S1-1，U_i選擇新的口令密碼PW_i′，隨機選擇a，r_i∈Z_q^*，其中，a，r_i為隨機選擇的私鑰；計算A＝g^a mod q，A′＝Y^a mod q，其中A和A′為用戶注冊時網關節點的公鑰，和VI_i＝H(r_i||H(PW_i′||ID_i||r_i)||H(PW_i)||TPW_i||A||A′||TS₁)，將{ID_i，VI_i，TPW_i，A，TS₁}通過公開信道發送給網關節點，其中，TPW_i和VI_i是用戶注冊的認證參數、TS₁為S1-1當前時間戳；G是階為q的循環群，g為G的生成元，Y＝g^x mod q為用戶注冊時GWN使用的公鑰，

S1-2，收到請求注冊消息后，網關節點檢查時間戳TS₁的有效性，若無效則終止；否則，計算A^*＝A^x mod q，其中，A^*是用戶注冊時網關節點使用的公鑰，

驗證等式VI_i＝H(r_i^*||H(PW_i′||ID_i||r_i^*)||H(PW_i)||TPW_i||A||A^*||TS₁)是否成立；若等式成立則繼續，GWN為U_i分配群組號GID_i，計算AK_i＝H(K_GWN||ID_i||GID_i)，然后將{PAK_i，GID_i，r_i}存入智能芯片卡中，清除所有的臨時消息，并將智能芯片卡通過安全的方式遞交給用戶U_i；AK_i是用戶登錄階段的認證密鑰，PAK_i用于隱藏AK_i；其中K_GWN為GWN的主密鑰；

S1-3，智能芯片卡寫入用戶信息后完成注冊；

所述傳感器節點注冊協議包括：

假定傳感器節點S_j與網關節點共享了一個高熵的密碼K_GWN-Sj，S_j的真實ID為SID_j；

S-A，S_j計算VI_j＝H(K_GWN-Sj||SID_j||TS₂)，將{SID_j，VI_j，TS₂}通過公開信道發送給網關節點；VI_j是用戶注冊的認證參數；TS₂為S-A當前時間戳，

S-B，收到請求注冊消息后，網關節點檢查時間戳TS₂的有效性，若無效則終止；否則，驗證等式VI_j＝H(K_GWN-Sj||SID_j||TS₂)是否成立，若等式成立則繼續，網關節點為S_j分配群組號GSID_j，隨機選擇r_j∈Z_q^*，計算AK_j＝H(K_GWN||SID_j||GSID_j)，VI_GWN＝H(r_j||GSID_j||AK_j||K_GWN-Sj||SID_j||TS₃)，然后將{PAK_j，VI_GWN，TS₃}發送給S_j；AK_j表示傳感器節點S_j的認證密鑰，PAK_j用于隱藏AK_j，VI_GWN是網關節點GWN注冊的認證參數；TS₃為S-B當前時間戳，

S-C，收到{PAK_j，VI_GWN，TS₃}后，S_j檢查時間戳TS₃的有效性，若無效則返回S-A重新提交注冊申請；否則，計算驗證等式VI_GWN＝H(r_j^*||GSID_j^*||AK_j^*||K_GWN-Sj||SID_j||TS₃)是否成立，若等式成立則存儲AK_j^*作為其認證私鑰，清除K_GWN-Sj及其它臨時消息，完成注冊；

S2，注冊完成后，用戶通過用戶登陸協議、認證與密鑰協商協議登陸到系統，并且在網關節點的協助下，與需要訪問的傳感器節點實現相互的認證以及協商共享的會話密鑰。