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一种基于NTRU算法的物联网设备接入认证方案

更新时间：2019-12-18 15:40:06 大小：355K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：NTRU算法物联网 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

物联网设备的接入认证是物联网应用大规模部署的基础,现有的用于物联网设备接入认证方案中使用的几乎都是椭圆曲线密码学(ECC)算法,而ECC算法涉及到点乘运算,效率不高.文中提出了一种基于数论研究单元(NTRU)算法的设备接入认证方案.NTRU算法的加密和解密都只使用简单的多项式乘法,和ECC算法的点乘运算相比计算速度快,而且NTRU算法还可以抵抗量子攻击.该方案不仅可以提供设备和服务器相互认证,而且对已知的攻击有很好的抵抗性.通过Java编程实现了NTRU算法和ECC算法,验证结果表明提出方案计算开销小,可以大幅节省认证时间,十分适合资源受限的物联网环境.

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No．3

Jun．2019

V01．39

第39卷第3期

2019年6月

南京

大学学 (自然科学版)

and Telec。mmunicati。ns(Natural

of P0sts

science

Editi。n)

J。umal。f

universi‘y

Nanjjng

ki．1673-5439．2019．03．014

doi：10．14132／j．cn

一种基于NTRU算法的物网

接入

方案

忠良，江凌云

(南京

大学通信与信息工程学院，江南京210003)

摘要：物

案中使用的几乎都是

提出了一种基于数研究元(NTRU)算法的

网

的接入

是物

网

用大模部署的基

学(ECC)算法，而Ecc算法涉及到点乘运算，效率不高。文中

接入方案。NTRu算法的加密和解密都只

的多式乘法，和EcC算法的点乘运算相比算速度快，而且NTRu算法可以抵抗量

方案不可以提供和服器相互，而且已知的攻有很好的抵抗性。通

了NTRu算法和Ecc算法，果表明提出方案算开小，可以大幅

，

有的用于物

网

接入

方

曲

密

使用

子攻

Java

。

程

省

，十分适合源受限的物

网

境。

；NTRU算法；安全

：A 文章号：1673— 5439(2019)03蜘98旬6

关

：物网；

分号：TP391

接入

文献

志

中

scheme for IoT devices

NTRU-based access authentication

xIE

Zhon甜iang，JIANG Lingyun

of Posts and

of Telecommunications＆Info册atjon

7relecommunications，Nanjing 210003，China)

E“ginee““g，Nanjing UniVersity

(CoUege

for

is the basis

for

IoT(Internet

aU of the

authentication

Abstract：Access

Things)devices

1arge· scale deploy—

authentication schemes for IoT devices use ECC

access

ment of IoT

applications．Almost

existing

is not emcient．A deVice

multiplication，which

Cunre

ECC involVes

point

(EUiptic

Cryptography)，while

Research

the en—

access authentication scheme based on NTRU(Number _Theory

and of the NTRU use

Unit)is

proposed．Both

is faster than the

cryption

decryption

of the

only simple polynomial multiplication，which

the NTRU can also resist

not

attacks．‘Ihis scheme

quantum

only pro—

point multiplication

ECC，and

devices

also has

resistance to known at—

good

vides mutual authentication between the

ECC are

and the

server，but

show that the

verification results

tacks．The NTRU and

Java

programming．The

implemented by

cost and can save a 10t of authentication

suit—

very

scheme has 10w

time，which

pmposed

computational

able for the resource．constrained IoT environment．

access

Things(IoT)；device

authentication；NTRU algorithm；security

Keywords：Intemet

不能保

物

网

安全地接人到服器中，那么

随着物网的展，越来越多的

部署到物

将

来

多安全患。而安全

若得不到解决，

网中。物网模式将涉及数十具有理、

能力的，且可以接到互

网⋯ 。物在没有人的干下收集和交

多方便。但是，如果

感

和

些

将很大程度上影响物

此外，物

的加密操作。因此，

网

用的大模部署∞1。

网

大多是源受限的，很

行复

网

一个安全的量化的物

信息‘2|，可以

人

来

收稿日期：2019旬3旬8

本干U网址：htcp：∥nyzr．njupt．edu．c“

基金目：国家自然科学基金(61871446)

助目

作者介：忠良，男，士研究生；江凌云(通作者)，女，副教授，．edu．cn

引用本文：忠良，江凌云．一种基于NTRU算法的物

网

接人

方案[J]．南京

大学学 (自然科学版)，2019，39(3)：98— 103

万方数据

第3期

网

忠良，等：一种基于NTRU算法的物

网

接入

方案

网

接入

方案是很有必要的。和管理，并不适合在物

中使用‘25|。而使用

有的用于物网的

curve

方案中使用的大多是

基于身份的密系 (ID．Based

Cryptosystems，

Ecc”。(Elliptic

cryptography)算法。但是

IBC)‘261把

的ID或者

子

箱地址当做公

，

ECc算法涉及到点乘运算，效率不高，而且Ecc算

法的安全性依上的离散，无

消除了的影响，适合在物网中使用。此提

于

曲

数

出的方案采用了IBc

机制。

法抵抗量子攻，很容易被Shor算法∞。6 o破解。

Research

NTRU算法介

NTRU(Number Theory

unit)算法是一

种基于格的

等一。8o提出。NTRu算法可以抵抗量子算攻

且和其他公加密系相比，NTRu算法需要的内

量

公

加密算法，最早由Hoffstein

里

回

一下NTRu算法，更多的

可

，

以参考文献[8]。NTRu算法的安全性依于格中

Vector

最短向量

(Shortest

Problem，SVP)。NT．

存更少，加解密和名／

更快一J，非常适合

源

Ru密

3个整数参数(Ⅳ，p，g)和4个有整数系数的

Ⅳ一1次多式集(0，L。，k，L。)。其中Ⅳ

系

在

R=引x]／(∥一1)上工作，它依

受限的物

网

境。

正

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