【摘 要】
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近年来,物联网（Internet of Things,Io T）技术发展迅速,其应用领域已经扩展到智能家居、智能医疗、农场监测和智慧交通等方面。由于无线通信环境的开放性,安全与隐私问题是物联网发展的关键因素。认证方案是实现物联网安全的第一道防线,但是单一认证方案容易造成传感器节点认证的延迟、网络资源占用问题,而群组认证方案能够提高网关对节点的认证效率,适合节点数目繁多的物联网环境。此外,若节点以真
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近年来,物联网（Internet of Things,Io T）技术发展迅速,其应用领域已经扩展到智能家居、智能医疗、农场监测和智慧交通等方面。由于无线通信环境的开放性,安全与隐私问题是物联网发展的关键因素。认证方案是实现物联网安全的第一道防线,但是单一认证方案容易造成传感器节点认证的延迟、网络资源占用问题,而群组认证方案能够提高网关对节点的认证效率,适合节点数目繁多的物联网环境。此外,若节点以真实身份与网关通信,恶意攻击者可能会攻破网关获取节点身份,进一步控制节点的工作状态或分析其隐私数据。为了提高节点认证效率并保护节点和终端用户的隐私,本文针对节点位置稳定和节点频繁移动的不同物联网环境提出了两种匿名群组认证协议。（1）基于秘密共享技术的匿名群组认证协议针对物联网中节点位置不变,能够形成稳定群组的环境,如智能家居,本文提出了一种基于秘密共享技术的匿名群组认证协议。在该协议中,智能设备完成密钥分发后形成一个固定的群组,网关利用秘密共享技术和切比雪夫多项式能够对发送请求认证的群组成员同时快速认证。当出现故障的设备数目小于等于总设备数与秘密共享技术中的门限值的差值时,网关依然能够成功完成对组内正常设备的同时认证,可提供良好的容错特性。此外,设备身份的匿名能够防止恶意攻击者利用网关控制设备的工作状态或利用设备的真实身份推断出用户的生活模式,保护了智能家居中的设备与终端用户的隐私。（2）基于身份签名技术的匿名动态群组认证协议针对物联网中节点位置实时动态更新的环境,如车联网,本文提出了一种基于身份签名技术的匿名动态群组认证协议。由于车辆的不断移动,在较短时间内发送消息给相同接收端的车辆会形成临时群组,接收端利用身份签名技术对该组车辆进行批量认证。在该协议中,可信第三方为车辆计算一组假名,车辆处于不同的群组中时会使用不同的假名,实现车辆身份匿名的同时保证了假名的不可连接。此外,针对车联网中车辆繁多,容易造成通信信道拥堵的问题,该协议利用单向哈希函数实现消息隐藏,即消息无需与其生成的签名在信道中传输,减少了协议的通信开销。
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