基于PUF輕量級認證協(xié)議的分析與研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的逐步深入和泛在網(wǎng)絡不斷發(fā)展，安全問題受到人們越來越多的關注。與有線網(wǎng)絡相比，依賴于無線通信的泛在網(wǎng)絡容易受到更多的安全威脅。而泛在網(wǎng)絡的RFID標簽、無線傳感器節(jié)點和智能卡這三個重要組成部分，均采用無線通信的方式，面臨著監(jiān)聽、欺騙、篡改以及跟蹤等威脅，容易引發(fā)用戶隱私泄露和通信安全的問題。這些問題已成為RFID技術發(fā)展的最大瓶頸。我們所提到的紛繁復雜的網(wǎng)絡安全服務，基本上都是基于安全協(xié)議的，由此具備高安全性的安全協(xié)議是保

2、證網(wǎng)絡正常運轉的必要前提。但是，RFID標簽、無線傳感器節(jié)點由于受運算能力、電池容量和存儲空間的限制，使得設計實現(xiàn)安全機制困難重重。與此同時，基于傳統(tǒng)加密手段的認證協(xié)議需要比較大的計算量，不適用于資源有限的物理設備，因此，輕量級的認證技術逐漸成為研究的熱點。
　　本研究主要內容包括：⑴在分析PUF模型、RFID系統(tǒng)和HB協(xié)議族的基礎上，針對Hammouri等人結合HB、PUF提出的一系列認證協(xié)議，基于Gilbert提出的GRS攻擊

3、模型設計了改進的中間人攻擊方法，證明了PUF-HB協(xié)議沒有防御中間人攻擊的能力。⑵針對PUF-HB協(xié)議的漏洞，通過加入非線性函數(shù)的方法設計了PUF-NLHB協(xié)議，并給出具體的硬件實現(xiàn)結構。在隨機 oracle模型下通過向噪聲環(huán)境下的學習校驗問題的規(guī)約，證明了新協(xié)議的安全性，分析表明新協(xié)議提供了低功耗、防篡改、可證明的安全性認證。⑶在分析HB＃協(xié)議和OOV-MIM攻擊的基礎上，針對HB＃協(xié)議的缺陷，基于物理不可克隆函數(shù)設計了P-HB＃協(xié)議