一种基于格的轻量级物联网群签密认证方案

5G时代为物联网高速发展带来了机遇，身份认证是保障物联网安全的基础。然而在面对量子攻击时，由于物联网节点众多，基于签密的身份认证方案生成节点密钥将消耗大量资源，难以满足物联网低开销的需求。为此，设计了一种基于格的轻量级群签密认证方案。在密钥生成阶段，设计了改进陷门对角矩阵，优化生成密钥所需的原像采样算法，减小了生成大量密钥时所需的整体时间；在身份认证阶段，基于剩余哈希引理和签密性质，在一个逻辑步骤内对消息同时进行签名和加密，提出了低次数的点乘与哈希运算的交互流程，完成组长代替群组成员进行的接入认证。仿真实验表明，该方案降低了物联网设备接入时的交互次数，减少了身份认证阶段的计算开销，对比现有方案...

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Published inDianxin Kexue Vol. 40; no. 4; pp. 88 - 106
Main Authors 徐川, 艾星好, 王杉杉, 赵国锋, 韩珍珍
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国通信学会 20.04.2024
人民邮电出版社有限公司
Beijing Xintong Media Co., Ltd
Subjects
抗量子
物联网
群组认证
轻量级
物联网
抗量子
群组认证
轻量级
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ISSN1000-0801
DOI10.11959/j.issn.1000-0801.2024094

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Summary:5G时代为物联网高速发展带来了机遇，身份认证是保障物联网安全的基础。然而在面对量子攻击时，由于物联网节点众多，基于签密的身份认证方案生成节点密钥将消耗大量资源，难以满足物联网低开销的需求。为此，设计了一种基于格的轻量级群签密认证方案。在密钥生成阶段，设计了改进陷门对角矩阵，优化生成密钥所需的原像采样算法，减小了生成大量密钥时所需的整体时间；在身份认证阶段，基于剩余哈希引理和签密性质，在一个逻辑步骤内对消息同时进行签名和加密，提出了低次数的点乘与哈希运算的交互流程，完成组长代替群组成员进行的接入认证。仿真实验表明，该方案降低了物联网设备接入时的交互次数，减少了身份认证阶段的计算开销，对比现有方案，签密与解签密的总开销降低了至少7%，同时证明了该方案能在物联网中抵抗量子攻击。
ISSN:1000-0801
DOI:10.11959/j.issn.1000-0801.2024094