无线传感器网络密钥管理方案研究

从无线传感器网络的安全分析人手,在分类描述无线传感器网络密钥管理方案并分析其优缺点的基础上,结合树型密钥管理结构,提出了一种新的分簇式密钥管理方案,因不同的消息类型有不同的安全需求,该方案建立了4种通信密钥类型：个体密钥,点对密钥,簇密钥和组密钥．其中点对密钥的建立采用了基于临时认证密钥的方法,加强了对节点的身份认证功能,提高了方案的安全性．     

一类高效密钥协商方案的研究

密钥协商是密钥管理中的重要研究课题之一．文中基于Abel有限群上离散对数问题的求解困难性，通过引入可信第三方权威认证机构，提出并实现了一种简单实用的高效密钥协商方案XKAS．该方案无需繁琐的身份鉴别认证过程，也不需要引入时戳服务器，能够抵抗目前已知的各种攻击方案，安全性很高．与之前的各种类似的密钥协商方案相比，XKAS方案操作简单、高效，能够应用于各种软硬件环境中．     

BB84量子密钥分配协议的改进

以BB84协议为基础，对其中部分内容进行了变形，这种改变的核心思想在不影响量子密钥分配协议的安全性的基础上，通信双方通过在第三方普通公共信道上的对话，提高量子通信的传输效率．发信方在对话过程中故意发出一部分假的信息，诱使窃听者上当，以探测窃听者的存在；同时又通过协商一部分量子接收的规则来提高双方的传输效率．这种改进方案对其他带有噪声的量子密码协议同样适用．     

AES加密算法的密钥搜索量子线路设计

为验证量子搜索应用于分组密码密钥搜索的可行性,在分析AES算法计算流程和需要实现的计算模块的基础上,设计了一种AES算法密钥搜索的量子线路,包括密钥扩展KeyExpansion模块、量子加密模块和量子比较模块.其中,量子加密模块包含量子轮密钥加AddRoundKey、量子字节代换SubBytes、量子行移位ShiftRows和量子列混淆MixColumns.为了使辅助比特能被后续计算重用,采用回退计算方法去除量子纠缠,在实现量子加密模块时根据4个子模块的不同计算任务采取相应的回退计算策略,以节省计算时间和量子存储空间.研究结果表明:将量子搜索算法应用于分组密码的密钥穷举搜索攻击以达到二次方加速是可行的.     

一个安全有效的会议密钥分配方案

提出了M．Steiner等人提出的会议密钥分配方案GDH．2存在的安全漏洞，并提出了一个新的安全有效的密钥分配方案，该方案适合多个用户通过不安全的通信网络进行信息交流。相对于GDH．2而言，本文案只以增加很小的计算量和通信负荷为代价，使安全性能得到较大的提高。     

分簇无线传感器网络密钥管理方案

针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间及带宽等局限性问题,提出了一种基于分簇结构的无线传感器网络密钥管理方案.该方案采用组合设计方法,以保证同一簇内所有节点可直接建立共享密钥,而不同簇的节点可通过基站构建多路径密钥.理论分析和仿真结果表明:节点只要存储10个以上密钥,就能保持网络连通概率为1.     

无线Ad-Hoc网络密钥分发和认证机制研究

针对Ad Hoc网络没有管理中心,资源受限等特点,解决了Ad-Hoc网络面临的新的安全问题,使Ad-Hoc网络得到更广泛的应用.结合基于身份加密和门限秘密共享两个基本理论,提出了一个适用于Ad-Hoc网络、没有管理中心的分布式密钥分发和认证方案.其优点是:减少了运算量,节省了存储空间和带宽,并无需在网络形成之前假设密钥已经分发完毕,从而有效解决了Ad-Hoc网络安全中密钥管理的问题.     

无线Ad-Hoc网络密钥分发和认证机制研究

针对Ad Hoc网络没有管理中心,资源受限等特点,解决了Ad-Hoc网络面临的新的安全问题,使Ad-Hoc网络得到更广泛的应用.结合基于身份加密和门限秘密共享两个基本理论,提出了一个适用于Ad-Hoc网络、没有管理中心的分布式密钥分发和认证方案.其优点是:减少了运算量,节省了存储空间和带宽,并无需在网络形成之前假设密钥已经分发完毕,从而有效解决了Ad-Hoc网络安全中密钥管理的问题.     

公开密钥密码算法和密钥共享问题的研究

论述了在RSA公开密钥密码算法下的多重公开密钥密码方案、密钥共享，多重密钥共享的技术，密钥的安全保密是密码系统安全的重要保证，存贮在系统中的所有密钥的安全性取决于主密钥的安全性，研究了分析了密钥的秘密共享的LaGrange插值多项式方案。     

IPSec系统中安全联盟及密钥生成过程分析

分析了IPSec系统中IKE协议的功能,构成及工作过程,给出了IKE在生成安全联盟过程中用到的消息格式和各个时期产生的密钥源料和密钥,讨论了在不同认证方式下的信息交换过程及安全强度。     

一种基于密钥捆绑的无证书签名方案

针对传统无证书签名方案中公钥和公钥持有者之间缺乏认证的问题,提出了一种基于密钥捆绑的无证书签名方案。在随机预言机模型和Inv-CDH困难问题假设下证明了方案的安全性。同时与其他无证书签名方案进行了效率比较,结果表明所提方案在计算效率上有一定优势,适用计算能力受限的物联网应用场合。     

LTE-R认证与密钥协商协议的安全分析及改进

安全高效的车地身份认证方案是铁路安全运行的基础,结合列控系统数据安全传输对移动通信系统的需求和铁路无线通信网的发展方向,提出一种基于伪随机数和哈希函数的LTE-R车地通信身份认证协议。设计了由国际移动用户识别码(IMSI)和随机数生成的能够替换IMSI传输的匿名身份(PID),解决了由IMSI泄露导致的安全问题;利用临时生成的认证密钥NK代替永久根密钥K完成认证流程,提高了根密钥K的安全性。利用认证测试方法对协议的正确性进行了证明。分析证实,本文提出的LTE-R身份认证方案具有很好的安全性和匿名性,计算效率与通信消耗较好。     

传感器网络概率密钥预分配模型的安全弹性比较

提出了一种针对节点沦陷情况下的随机密钥预分配模型的细粒度分析方法．为3种具有代表性的密钥预分配模型：基础密钥预分配模型、q—composite随机密钥预分配模型和非平衡密钥预分配模型,在节点沦陷的情况下,提出了一种更适宜的威胁模型和安全弹性定义．本文的分析工作比以往关于密钥预分配模型的分析更为精确．     

基于定点设备的高效随机密钥生成方法的研究

针对现有高质量密钥生成方法的速度慢、效率低的问题，提出了一种基于定点设备的高效随机密钥生成方法，在此基础上设计了一个高效密钥生成系统．按照FIPS 140-2标准中的规定对由该系统产生的随机密钥的质量进行了测试和分析，说明该方法能快速产生具有高质量的、满足信息安全系统标准的高强度安全密钥，可以广泛应用于各种信息安全系统中。     

流密码Grain v1的密钥恢复攻击及其改进

为探讨流密码Grain v1的安全性,通过研究Grain v1密钥流生成器的结构,指出了Grain v1密钥流生成器设计的3个弱点,在此基础上提出了一种基于中间状态的流密码Grain v1的密钥恢复攻击.该攻击的计算复杂度和空间复杂度分别等价于Grain v1密钥流生成器的计算复杂度和空间复杂度.为了抵抗所提出的攻击,对Grain v1密钥流生成器的设计进行了改进.安全性分析表明,改进设计能够抵抗所提出的密钥恢复攻击.     

基于椭圆曲线加密的Ad hoc网络密钥交换方案

Ad hoc网络由于其自身的特点,具有抗攻击能力差,终端节点资源有限,计算能力差等弱点.目前已经提出的密钥交换协议都是以有限域离散对数为基础建立起来的,运算量大,需要中心节点验证,不能完全符合Ad hoc网络的特点.椭圆曲线加密体制加密强度大,速度快,占用的处理单元和带宽较小.提出了一种在Ad hoc网络的节点之间用椭圆曲线加密进行密钥交换的方案,并扩展到一组Ad hoc网络节点中,既保证了网络中节点间的通信安全,又具有很强的实用性.     

抗临时秘密指数泄露攻击的认证群密钥协商协议

为克服大部分现有的认证群密钥协商(AGKA)协议的不足,基于双指数挑战-应答数字签名(DCR签名)和BD方案,提出了具有常数轮AGKA协议.该协议除具有相关AGKA协议的安全性外,还有抗临时秘密指数泄露攻击能力,效率也有所提高.     

Ad Hoc网络中基于移动Agent的密钥管理及认证

提出了在Ad Hoc网络中一种基于移动Agent的密钥管理及认证方法.移动Agent在网络中根据一定的运行策略进行移动,并不断地和所经历的节点进行数据交换,在此基础上形成一个节点信息矩阵表,矩阵表中包含了密钥信息.各节点使用其身份作为公钥,主密钥由各节点的私钥分享,从而形成基于身份的门限分布式密钥管理.该方法使用很少的Agent获得较多的全局信息并快速交换密钥信息,减少了系统的开销,具有很高的效率和鲁棒性.     

机动车电子标识在交通运输行业中的数据读写及密钥应用

探讨了机动车电子标识在交通运输行业应用过程中多应用主体的密钥管理和数据安全保障策略。首先分析了交通运输行业的数据应用特点和需求;然后在现有机动车电子标识密钥体系架构基础上,设计机动车电子标识存储区格式,并创新提出机动车电子标识在交通运输行业中应用的密钥管理体系和数据安全保障策略;最后通过模拟高速公路多义路径识别应用场景,对新构建的电子标识安全访问系统进行测试验证。结果表明,新系统能有效提高交通运输行业数据的安全性和管理效率。     

无线传感器网络针对多维网格的密钥预分配方案的改进

WSN自身特点决定了安全是对WSN研究中最为重要和最为基本的问题,尤其是密钥管理机制.本文在深入分析基于二元多项式的多维网格密钥预分配机制的基础上,对该方案进行了改进,保留其在内存需求方面较目前提出的其他方案都要小的优点,克服了不具备密钥更新功能,安全性不够理想的缺点.新的多维网格密钥预分配方案可以进行密钥更新,在只增加少量的内存需求的条件下大大提高了系统的安全性,更适用于WSN的实际应用.