面向天地一体化网络的认证与密钥协商协议 - Rong-Na, XIE; TAN, Li; Jia-Hui, WU; Guo-Zhen, SHI; Chu-Han, LI; DENG Ye; 谢绒娜; 谭莉; 武佳卉; 史国振; 李楚涵; 邓烨 (Journal of Cryptologic Research, 2023)
天地一体化网络具有通信模式复杂和动态性、开放性、资源受限等特点, 本文针对现有认证与密钥协商协议需要多因子参与认证、计算与通信开销大等问题, 分析天地一体化网络安全需求与性能需求, 提出一种面向天地一体化网络的认证与密钥协商协议. 为适应天地一体化网络的多层级架构, 协议采用树状结构, 共包括相邻节点认证与密钥协商和跨节点认证与密钥协商两个阶段. 在相邻节点认证与密钥协商过程中完成各节点的组网认证, 形成认证表格, 为后续通信提供认证数据; 采用透明传输的思想, 基于切比雪夫混沌映射技术实现跨节点认证与密钥协商, 保证会话密钥协商的安全性. 针对节点高度动态变化的特点, 设计认证预测机制, 预测节点的运动轨迹, 提前完成节点认证数据的迁移, 实现不同通信模式无缝切换, 提高通信效率. 安全性分析和性能分析表明, 与同类型的协议相比, 本文协议在安全性上具有明显优势, 并且降低了通信与计算开销, 满足天地一体化网络的轻量级需求.