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基于可信度的物联网门限证明方案

更新时间：2019-12-10 07:50:01 大小：851K 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

为了提高物联网节点可信证明的效率,提出了多个节点共同完成基于可信度的物联网门限签名的方法.当参与签名的物联网节点的可信度之和大于或等于阈值时,节点在证明中起的作用变大,反之则变小.安全分析和实例验证表明,该文方案可以抵御任意成员可信度之和小于阈值的成员的合谋攻击,在保证物联网安全性的同时,可以有效降低物联网节点的负担.

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基于可信度的物联网门限证明方案.pdf 851K

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第 42 卷 第 3 期  
2018 年 6 月  
南京理工大学学报  
Vol.42 No.3  
Jun.2018  
Journal of Nanjing University of Science and Technology  
基于可信度的物联网门限证明方案  
周彩秋1,杨余旺1,刘建利2,宁振虎2,李猛坤3  
(1.南京理工大学 计算机科学与工程学院,江苏 南京 210094;2.北京工业大学 信息学部,北京 100124;  
3.首都师范大学 管理学院,北京 100048)  
摘
要:为了提高物联网节点可信证明的效率,提出了多个节点共同完成基于可信度的物联网  
门限签名的方法。 当参与签名的物联网节点的可信度之和大于或等于阈值时,节点在证明中起  
的作用变大,反之则变小。 安全分析和实例验证表明,该文方案可以抵御任意成员可信度之和  
小于阈值的成员的合谋攻击,在保证物联网安全性的同时,可以有效降低物联网节点的负担。  
关键词:物联网;门限证明;可信度;节点  
- - -  
文章编号:1005 9830(2018)03 0317 05  
中图分类号:TP309.2  
-
DOI:10.14177 / j.cnki.32 1397n.2018.42.03.009  
Threshold attestation scheme for internet of things  
based on trust value  
Zhou Caiqiu1,Yang Yuwang1,Liu Jianli2,Ning Zhenhu2,Li Mengkun3  
(1.School of Computer Science and Engineering,Nanjing University of Science and Technology,  
Nanjing 210094,China;  
2.Faculty of Information Technology,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;  
3.School of Management,Capital Normal University,Beijing 100048,China)  
Abstract:A threshold signature scheme completed by multiple nodes of the internet of things(IoT)is  
proposed based on credibility to improve the efficiency of trustworthiness certification. When the sum  
of the creditability of the nodes participating in the signature is greater than the threshold value or  
equal,the role of the node playing in the proof is greater;on the contrary is smaller. The security  
analysis and example verification show that,the proposed scheme can resist the conspiracy attack of  
any node when the sum of the creditability of the nodes participating in the attack is smaller than the  
-
-
- -  
修回日期:2018 05 23  
收稿日期:2018 05 04  
基金项目:国家自然科学基金(61671244);北京市教育委员会科技计划项目(KM201510028019)  
-
作者简介:周彩秋(1982 ),女,博士生,主要研究方向:物联网安全,Eꢀmail:zhoucaiqiu@ 163.com;通讯作者:杨余  
-
旺(1966 ),男,博士,教授,主要研究方向:网络编码、网络安全、大数据,Eꢀmail:yuwangyang@ njust.  
edu.cn。  
引文格式:周彩秋,杨余旺,刘建利,等. 基于可信度的物联网门限证明方案[J]. 南京理工大学学报,2018,42(3):  
-
317 321.  
万方数据  
投稿网址:http:/ / zrxuebao.njust.edu.cn  
318  
南京理工大学学报  
第 42 卷第 3 期  
threshold value,and can reduce the burden of the IOT nodes effectively while ensuring the security.  
Key words:internet of things;threshold attestation;trust value;nodes  
物联网将现实中的海量物体通过感知环境和  
互联网连接,填平了互联网和终端之间的技术鸿  
沟,是 继 互 联 网 革 命 之 后 又 一 次 信 息 技 术 革  
ID1 ,…,IDm。 每个物联网节点 Ni 的可信度(表征  
物联网节点可信性程度的数值,可信度越大的节  
点表明该节点的安全性和可信性越高,反之越  
命
[1] 。 与传统的互联网相比,物联网中有数量众  
低)均在 V { V1 ,…,Vt } ( Vi 取正整数) 中取值。  
=
多的异构感知网,因而面临的安全问题更加复杂  
和严重[2 4] ,安全认证和数据安全传输等作为物  
每个节点有且仅有 1 个可信度,多个节点可能具  
有相同的可信度。 设在物联网节点 N1 , …, Nm  
中,可信度为 Vi 的物联网节点共有 ci 个,其标识  
-
联网亟待解决的安全问题,成为近年来的研究热  
点。 可信证明是物联网节点将自身的可信凭证提  
供给外部节点进行可信性校验的过程。 然而由于  
物联网节点计算资源和计算能力的限制,一般需  
要属于同一个检测区域的若干物联网节点的联合  
基于门限密码技术共同进行可信证明以降低单个  
i
i
=
分别为 ID1 ,…,IDc 。 为方便讨论,定义集合 Vi  
i
{IiD1 ,…,IiDc } ,即 Vi 为 N1 ,…,Nm 中可信度为 Vi  
i
的所有物联网节点的集合。  
物联网节点的负担[5,6]  
。
门限密码技术的核心是将加密密钥或者签名  
密钥通过秘密共享技术分散到实体或部件中,只  
有不少于门限数量的实体或部件的联合才能完成  
-
1 次加密或签名功能[7 10] 。 典型的门限签名是  
-
(k,n)门限签名[11 15] ,只有大于或者等于 k 个实  
体的联合才能进行签名,任何小于 k 个实体的联  
合不能进行签名。 在此基础上文献[16] 提出了  
基于特权集的门限签名,只有足够多的特权集成  
员参与的签名才能成为有效签名,任何少于门限  
数量的特权集成员参与的签名,哪怕拥有再多的  
普通成员参与,也不能构成 1 次有效的签名。 文  
图 1 物联网节点门限证明方案示意图  
-
献[17 20] 提出了基于加权门限的签名方案,各  
定义 物联网节点 N1 ,…,Nk 共同完成基于  
成员根据权重的不同在签名方案中的作用不同。  
然而由于该方案基于剩余定理设计,签名过程中  
存在大量的乘法和幂乘运算,给计算节点造成了  
沉重的负担,难以适用于计算资源和计算能力有  
限的物联网节点。 基于此,本文面向物联网环境,  
提出了 1 种基于可信度的物联网门限证明方案,  
在实现物联网可信证明的同时,降低物联网节点  
的负担。  
l
可信度的门限签名,如果参与签名的物联网节点  
的可信度之和大于等于 k,即满足门限方程  
+
+
x1 V1 … xt Vt ≥k  
式中:V1 ,…,Vt ,k 为正整数;V1 ,…,Vt 互素;k 为  
门限。  
=
=
=
如果 V1 ,…, Vt V0 ,该方案变为典型的  
(k,n)门限签名。 即:只有大于或者等于 k / V0 个  
物联网节点的联合才能进行签名,而任何小于  
k / V0 个节点的联合不能完成签名。  
1 门限可信证明定义  
+
+
如果 V1 >>V2 ,…, Vt ,该方案变为以 V1 为  
特权集合的门限签名。 即:只有门限特权集 V1 中  
的物联网节点的联合才能进行签名,而在非门限  
特权集 V1 中的物联网节点参与的情况下,无论有  
多少其它节点的参与也不能完成签名。  
具有不同可信度的物联网节点联合的门限证  
明方案如图 1 所示。 设物联网中共有 1 个数据汇  
聚节点( Sink node,SN) 和 m 个物联网节点 N1 ,  
万方数据  
…,Nm,每个物联网节点对应的身份标识分别为  

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