信息网络安全 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (5): 709-718.doi: 10.3969/j.issn.1671-1122.2024.05.005
收稿日期:
2024-03-06
出版日期:
2024-05-10
发布日期:
2024-06-24
通讯作者:
孙贤军
E-mail:sxj_sun8110@163.com
作者简介:
沈卓炜(1974—),男,江苏,副教授,博士,CCF会员,主要研究方向为分布式系统与网络安全|汪仁博(1996—),男,湖北,硕士研究生,主要研究方向为分布式系统与网络安全|孙贤军(1981—),男,安徽,助理研究员,硕士,主要研究方向为信息系统网络安全防护
基金资助:
SHEN Zhuowei1,2, WANG Renbo1,2, SUN Xianjun3()
Received:
2024-03-06
Online:
2024-05-10
Published:
2024-06-24
Contact:
SUN Xianjun
E-mail:sxj_sun8110@163.com
摘要:
分布式系统如云计算、物联网等在各关键领域被广泛应用,其安全性越来越重要。由于部署环境复杂,具有分散、异构、动态等特性,分布式系统的信息安全保障面临着严峻的挑战,传统的身份认证方案通常计算开销大、证书管理复杂、成员动态更新不及时,不能很好地满足大型分布式系统需求。文章针对大量客户端与应用服务器交互的典型应用场景提出了一种基于Merkle树和哈希链的层次化轻量认证方案。方案将客户端划分为若干邻域,每个邻域内设置一个认证代理节点以管理邻域内的客户端并向应用服务器上报认证信息,方案结合Merkle树和哈希链技术实现对客户端的身份认证和一次一密的通信加密及消息认证,使用哈希和异或的高效运算方式实现较低的计算开销。安全性分析和性能分析表明,方案具有全面的安全性和更好的性能。
中图分类号:
沈卓炜, 汪仁博, 孙贤军. 基于Merkle树和哈希链的层次化轻量认证方案[J]. 信息网络安全, 2024, 24(5): 709-718.
SHEN Zhuowei, WANG Renbo, SUN Xianjun. A Hierarchical Lightweight Authentication Scheme Based on Merkle Tree and Hash Chain[J]. Netinfo Security, 2024, 24(5): 709-718.
表5
不同方案的各阶段计算开销对比
身份认证(密钥协商) | 消息认证 | |||
---|---|---|---|---|
客户端 | 服务器 | 客户端 | 服务器 | |
文献[ | 4TGm+TGa+ 5TH+TAES-enc | 4TGm+TGa+5TH+ TAES-dec+2Tbp | TAES-enc+TH | TAES-dec+TH |
文献[ 方案 | TGm+TGa+TAES-enc+ TAES-dec+TH | TGm+TGa+TAES-enc+ TAES-dec+TH | TAES-enc+TH | TAES-dec+TH |
文献[ | 129TAES-enc+ 255TH | TAES-dec+TH | TXOR | TAES-dec+ TXOR+7TH |
本文方案 | / | TAES-dec+7TH | TXOR+3TH | TXOR+3TH |
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