信息网络安全 ›› 2020, Vol. 20 ›› Issue (12): 33-39.doi: 10.3969/j.issn.1671-1122.2020.12.005
收稿日期:
2020-08-17
出版日期:
2020-12-10
发布日期:
2021-01-12
通讯作者:
赵国锋
E-mail:zhaogf@cqupt.edu.cn
作者简介:
赵国锋(1972—),男,重庆,教授,博士,主要研究方向为天地一体化网络安全、工业物联网、网络测量|周文涛(1996—),男,安徽,硕士研究生,主要研究方向为天地一体化网络安全|徐川(1980—),男,重庆,教授,博士,主要研究方向为天地一体化网络、工业互联网、软件定义网络|徐磊(1988—),男,四川,本科,主要研究方向为天地一体化网络、网络安全
基金资助:
ZHAO Guofeng1(), ZHOU Wentao1, XU Chuan1, XU Lei2
Received:
2020-08-17
Online:
2020-12-10
Published:
2021-01-12
Contact:
ZHAO Guofeng
E-mail:zhaogf@cqupt.edu.cn
摘要:
文章提出一种基于双线性配对的天地一体化网络安全身份认证方案,认证过程中无需第三方参与即可完成网络内实体间的双向认证,且在认证过程中会协商出会话密钥,为后续的数据传输提供机密性保障。此外,方案的安全性基于椭圆曲线离散对数困难问题(ECDLP)和椭圆曲线计算Diffie-Hellman困难问题(ECCDHP),安全性高,能够防御多种形式的攻击。文章最后对方案的可行性和有效性进行了理论及性能分析。
中图分类号:
赵国锋, 周文涛, 徐川, 徐磊. 一种基于双线性配对的天地一体化网络安全身份认证方案[J]. 信息网络安全, 2020, 20(12): 33-39.
ZHAO Guofeng, ZHOU Wentao, XU Chuan, XU Lei. A Secure Identity Authentication Scheme for Space-ground Integrated Network Based on Bilinear Pairing[J]. Netinfo Security, 2020, 20(12): 33-39.
表1
身份认证方案使用的相关符号及其描述
符号 | 描述 |
---|---|
$I{{D}_{A}}$ | 实体A的真实身份信息 |
$I{{D}_{B}}$ | 实体B的真实身份信息 |
$TI{{D}_{A}}$ | 实体A的临时可信身份标识信息 |
$TI{{D}_{B}}$ | 实体B的临时可信身份标识信息 |
${{Q}_{A}}$ | 实体A的公钥 |
${{S}_{A}}$ | 实体A的私钥 |
${{Q}_{B}}$ | 实体B的公钥 |
${{S}_{B}}$ | 实体B的私钥 |
${{R}_{A}},{{R}_{B}}$ | 实体注册时生成的随机数 |
$t,{t}',{{t}_{A}},{{t}_{B}},{{t}_{l}}^{\prime },{{t}_{u}}^{\prime }$ | 注册和认证阶段生成的时间戳 |
${{H}_{1}},{{H}_{2}},{{H}_{3}},{{H}_{4}},{h}'$ | 安全的密码哈希函数 |
${{Z}_{P}}^{*}$ | 元素集{0,…, p-1} |
$s$ | KGC的主密钥 |
$P$ | ${{G}_{1}}$的生成元 |
$\hat{e}$ | 双线性映射${{G}_{1}}\times {{G}_{1}}\to {{G}_{T}}$ |
${{r}_{A}},{{r}_{B}}$ | 实体认证过程生成的随机数 |
$m$ | 消息 |
$\sigma $ | 签密的密文 |
$K$ | 实体之间协商出的会话密钥 |
$\oplus $ | 异或操作 |
$||$ | 字符串连接操作 |
表3
天地一体化网络身份认证方案性能分析与对比
计算开销 | 通信时延 | 认证时延/ms | |
---|---|---|---|
文献[ | $11{{T}_{mul}}+3{{T}_{add}}+{{T}_{se}}+2{{T}_{si}}$ | $\le 4\times {{T}_{E-E}}$ | $\ge 74.506$ |
文献[ | $10{{T}_{mul}}+4{{T}_{add}}+{{T}_{se}}+2{{T}_{si}}$ | $\le 6\times {{T}_{E-E}}$ | $\ge 73.850$ |
本文方案 | $4{{T}_{mul}}+4{{T}_{bp}}$ | $<4\times {{T}_{E-E}}$ | $\ge 42.890$ |
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