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物联网安全技术的研究与应用

作　者: 马文杰
导　师: 石冰；洪之民
学　校: 山东大学
专　业: 计算机技术
关键词: 信息安全密码学物联网安全认证认证与密钥协商协议
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着计算机和互联网的发展,物联网的概念应运而生,它给高速信息化生活带来了极大的机遇与挑战。物联网是以海量的微型设备为基础、以新一代互联网为主干、结合传统与新兴产业应用的全球性网络,它将是继计算机、互联网与移动通信网络之后,全球信息产业的又一次科技浪潮,给高速信息化生活带来了极大的机遇与挑战。相应地,其安全问题,尤其是安全认证问题是目前研究的关键问题之一,它是保障整个物联网能够正常运转的基础之一,研究这些问题具有非常重要的实际意义。在系统地研究了物联网体系结构、身份认证技术的基础上,本文对物联网安全认证技术进行了研究。概括地说,我们研究了物联网服务器与结点、结点与终端、终端与终端之间的安全认证问题。本文的主要创新点表现在以下三个方面：(1)提出了一种基于公钥密码体制的认证与密钥协商协议,很好地解决了服务器与结点之间的安全通信问题。该工作可用于设计安全的物联网交换机、传感器网关、RFID感应器等中间设备,在这些设备使用过程中,除了传统的互联网功能外,还能够正确地与服务器执行认证与密钥协商协议、安全地进行数据传输。(2)鉴于物联网终端产品存储量低、运算能力弱等特点,设计了一种高效的双向口令认证协议。基于FPGA开发板实现了物联网门禁系统,使该协议的安全功能得到了验证,同时,该工作也可设计应用于医疗、环境监测、智能家居等领域的物联网终端设备。(3)提出了一种点对点认证与安全传输协议,弥补了传统点对点认证的不足。经过仿真实现和多种工具的严格测试,达到了预期的安全效果,且整体方案效率很高。很好地解决同类产品面临的遥控器设计简单、易于复制、密钥无法修改、携带不便等问题。实际上,物联网安全问题是一类很宽泛的问题,有大量技术难题需要解决。本文只是对其中一部分关键的认证技术进行了研究。概括地说,我们研究了物联网服务器与结点、结点与终端、终端与终端之间的安全认证问题。本文在深入分析物联网各种安全需求的基础上,针对各种安全模型,提出了不同的认证协议。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪论  10-16
  1.1 选题背景与意义  10-13
  1.2 国内外研究现状  13-14
  1.3 本文主要创新点  14
  1.4 文章结构  14-16
第二章预备知识  16-26
  2.1 物联网简介  16-18
  2.2 物联网体系结构  18-20
  2.3 密码学概述  20-21
  2.4 身份认证技术  21-23
  2.5 物联网核心模块简介  23-26
    2.5.1 EPC编码体系  23
    2.5.2 识读器模块  23-24
    2.5.3 应用层事件(ALE)模块  24
    2.5.4 对象命名服务(ONS)模块  24-26
第三章服务器与结点间的安全认证协议  26-32
  3.1 预备知识:Internet密钥交换协议IKEv2  26-27
  3.2 基于公钥体制的认证与密钥交换协议  27-29
  3.3 安全性分析  29
  3.4 新协议的实现与应用  29-31
  3.5 小结  31-32
第四章结点与终端间的认证协议  32-39
  4.1 相关工作  32-33
  4.2 基于口令的认证协议  33-34
  4.3 安全性与效率评估  34-36
  4.4 实现与应用  36-37
  4.5 小结  37-39
第五章点对点认证与安全传输协议  39-53
  5.1 传统点对点认证方案  39
  5.2 新的点对点认证与安全传输协议  39-41
  5.3 实现与应用  41-51
  5.4 小结  51-53
第六章总结  53-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
学位论文评阅及答辩情况表  59

物联网安全技术的研究与应用

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