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基于设备指纹的物联网终端接入认证系统的研究与实现

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基于设备指纹的物联网终端接入认证系统的研究与实现

作者：程洋北京邮电大学

学位级别：硕士

物联网技术近年来得到飞速发展,随着海量物联网终端的部署,终端设备的安全问题层出不穷。物联网终端设备的接入认证是物联网安全保障中重要环节。设备指纹是物联网环境中常用的接入认证方式之一。设备指纹可分为主动式和被动式,其中主... 详细信息

物联网技术近年来得到飞速发展,随着海量物联网终端的部署,终端设备的安全问题层出不穷。物联网终端设备的接入认证是物联网安全保障中重要环节。设备指纹是物联网环境中常用的接入认证方式之一。设备指纹可分为主动式和被动式,其中主动式设备指纹识别率比被动式高,但其提取的显性和隐性特征均来自设备本身,存在部分物联网终端类型不支持的问题,并且其特征均存在被伪造的风险。而被动式设备指纹的特征均来自终端设备通讯产生的流量数据,所有的终端均可使用。为更好的完成物联网终端设备的接入认证,本文采用双因素认证(2FA)思想,提出了利用主动式及被动式两种设备指纹对设备身份进行认证的方法。目前主动式设备指纹技术相对成熟,而现有被动式设备指纹研究中未考虑样本时序属性。本文针对此问题提出了一种基于深度学习的物联网终端接入认证算法。该算法从数据流量数据包中提取特征构建设备指纹,使用固定窗口滑动采样机制来解决数据维度一致性和干扰向量问题,采用SMOTE算法来解决样本不平衡问题,最后使用双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)实现身份识别。仿真结果表明,与传统机器学习和LSTM算法相比,本文算法识别准确率至少提升了 6%。本文基于双因素接入认证方法设计实现了一套基于设备指纹的物联网终端接入认证系统,系统可使用主动式和被动式指纹完成设备物联网终端设备的接入认证。本文在系统的功能需求分析和架构设计后,完成系统各个模块详细的设计与实现。最终,本文对接入认证系统进行功能及性能测试,测试结果表明该系统功能与系统设计描述相符,性能测试结果表明当千量级物联网终端设备同时向系统发起请求时,系统平均事务响应时间仍小于1s。

关键词：物联网设备指纹深度学习接入认证

高密度无线环境下基于瘦AP架构的接入认证技术研究

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高密度无线环境下基于瘦AP架构的接入认证技术研究

作者：韦剑国防科学技术大学

学位级别：硕士

无线网络的大规模应用及无线组网架构的发展对无线接入认证技术提出了新的要求,基于瘦AP架构的无线网络及高密度的无线环境都是无线技术发展的产物,IEEE 802.1X接入认证机制为无线网络接入安全提供了很好的保护,而在高密度的无线环境下... 详细信息

无线网络的大规模应用及无线组网架构的发展对无线接入认证技术提出了新的要求,基于瘦AP架构的无线网络及高密度的无线环境都是无线技术发展的产物,IEEE 802.1X接入认证机制为无线网络接入安全提供了很好的保护,而在高密度的无线环境下,传统的接入认证方式面临很多问题。 DAA(Distributed Authentication Architecture)接入认证体系用于解决高密度无线环境下大量用户突发接入而导致认证服务器性能瓶颈、认证超时的问题,其基于瘦AP架构,采用802.1X/EAP-TLS作为其认证方法,通过重新设计认证协议流程,将认证和授权功能分离,认证功能分布于AP上,授权功能位于后台授权服务器,该认证体系能有效解决集中式认证中后台认证服务器压力过大的问题,将认证开销分布于各个AP上,避免因大量认证报文突发的集中于认证服务器,而导致网络接入认证能力急剧降低,用户难以接入认证的现象。针对高密度无线环境下用户漫游而带来的重认证问题,我们在DAA的基础上提出了预缓存密钥的快速重认证技术,DAA中密钥的管理位于AP上,预缓存密钥的快速重认证技术在客户端获取授权后,由AP预先将主密钥发送到AC上,在AC上存储密钥的副本,当客户端漫游到新AP上时,通过新AP到AC上获取密钥,两者之间通过确认密钥的一致性来达到重复使用密钥的目的,免除了复杂的证书验证过程,提高了重认证的速度,减少了重认证给网络带来的开销。本文针对高密度无线环境下由于大量用户的突发接入的问题以及用户漫游带来的重认证问题,提出了一种基于瘦AP架构的DAA接入认证体系以及该认证体系下预缓存密钥(Pre-caching Key)的快速重认证技术,具有重要的理论意义和实用价值。本文的DAA接入认证体系是基于教学专网建设的实际问题而提出的,并在教学专网中得到了良好的应用,有效的解决了高密度无线环境下大量用户突发接入而导致的认证服务器性能瓶颈和认证超时等问题。

关键词：高密度无线环境接入认证 DAA 预缓存密钥快速重认证

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福建无线公网负荷管理终端接入认证设计

电力需求侧管理 2007年第1期9卷 27-28页

作者：张建辉福建省电力有限公司营销部福州350003

福建电力在全国率先实施全省范围内无线公网负荷管理终端接入的自主鉴权。在简述福建电力负荷管理系统实施无线公网终端接入认证的必要性和可能性的基础上,对认证系统的技术实现、终端接入认证绑定的建立及其他相关技术要领进行详细介... 详细信息

福建电力在全国率先实施全省范围内无线公网负荷管理终端接入的自主鉴权。在简述福建电力负荷管理系统实施无线公网终端接入认证的必要性和可能性的基础上,对认证系统的技术实现、终端接入认证绑定的建立及其他相关技术要领进行详细介绍。实践证明,接入认证部分的建设和投入运行对无线公网终端的推广建设起到了重要的安全保障作用。

关键词：负荷管理系统无线公网终端接入认证

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面向5G机动专网的接入认证技术研究

面向5G机动专网的接入认证技术研究

作者：宋翼中国电子科技集团公司电子科学研究院

学位级别：硕士

5G是第五代移动通信系统的简称,主要用于支持万物互联,满足增强移动宽带(e MBB)、高可靠低时延(u RLLC)以及低功耗大连接(m MTC)等应用场景的需要,它同人工智能、工业互联网以及大数据等新型信息技术一起推动人类第四次工业革命。5G机... 详细信息

5G是第五代移动通信系统的简称,主要用于支持万物互联,满足增强移动宽带(e MBB)、高可靠低时延(u RLLC)以及低功耗大连接(m MTC)等应用场景的需要,它同人工智能、工业互联网以及大数据等新型信息技术一起推动人类第四次工业革命。5G机动专网是一种对5G网络和设备进行定制化改造的新型专用网络,不但具有5G网络的高速率、低时延和大连接,还具有机动性和定制化的特征,普遍适用于站场补盲、应急通信、抢险救灾以及无人平台控制等场景。5G机动专网的构想和应用前景已被业界普遍接受,目前3GPP国际标准化组织正在R17版本中对相关标准进行研究和制定,但相关安全研究还处于初步开展阶段。5G机动专网的使用环境、应用方式、支持的用户和承载的业务均与固定网络存在一定的差别,其面临的应用场景、安全需求和安全威胁与固定5G网络也存在较大的差异。本文主要针对5G机动专网在特殊应用环境下终端的接入认证、终端接入后的用户二次认证以及终端机动环境下业务直通的D2D安全等问题开展研究。其中终端接入认证研究思路主要是在5G-AKA主认证的基础上根据机动专网的应用场景做定制化和轻量化改进,二次认证研究思路主要基于3GPP相关标准在机动专网下结合主认证快速实现,终端直通认证的研究还处于LTE网络的基于近邻直接发现功能(Pro Se)的阶段,本文针对终端直通认证提出了一种认证和密钥协商机制。本文研究工作主要包括以下方面:1、根据固定5G网络基础设施在解决特殊场合应用存在的不足,描述了5G机动专网的构想和概念,并提出了5G机动专网的应用场景和网络部署图,再参考3GPP标准的5G架构提出了5G机动专网的网络架构;2、参考3GPP 5G接入认证标准的5G-AKA和EAP-AKA’的主认证协议过程以及二次认证协议过程,并结合5G机动专网的应用场景、网络特征以及终端接入核心网的安全架构,提出了适用于5G机动专网的轻量化主认证和一种二次认证技术,并进行了安全性分析;3、分析5G机动专网D2D通信技术的安全需求和应用场景,基于5G-AKA身份注册、DH密钥交换方法,提出了适用于机动应用场景的D2D身份认证和密钥协商协议,最后对D2D认证协议做了安全性分析和基于BAN逻辑的安全性证明以及性能比较;4、设计轻量化主认证和二次认证仿真测试验证方案,搭建软硬件仿真测试平台,对本文提出的轻量化主认证和二次认证技术做仿真测试,验证其安全性能。

关键词： 5G 机动专网接入认证二次认证 D2D认证密钥协商

基于WEB和RADIUS的无线局域网接入认证系统

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基于WEB和RADIUS的无线局域网接入认证系统

作者：朱建勋西南交通大学

学位级别：硕士

无线局域网的安全运营管理是近年的研究热点,而用户的接入认证是网络安全管理和运营的基础。常见的接入认证技术有PPPoE,IEEE 802.1x和Web认证三种。本文针对无线局域网的特点,以用户进行认证的便利性和易于维护性为依据,致力于开发基于... 详细信息

无线局域网的安全运营管理是近年的研究热点,而用户的接入认证是网络安全管理和运营的基础。常见的接入认证技术有PPPoE,IEEE 802.1x和Web认证三种。本文针对无线局域网的特点,以用户进行认证的便利性和易于维护性为依据,致力于开发基于WEB和RADIUS(远端拨入用户认证服务)的接入认证系统。论文首先进行WEB认证系统总体设计,选择Linux作为开发环境。通过深入剖析Netfilter和LKM(可加载内核模块)机制,设计了一种内核空间透明网关,在认证系统中对用户数据包进行访问控制。内核网关包括访问控制策略模块和DHCP(动态主机配置协议)服务器这两个部分。与传统用户空间透明网关相比较有所不同的是,内核空间透明网关是将IP数据包的处理程序放置在内核中,实现了真正意义上的基于网络层转发数据包,提高了透明网关的性能。内核透明网关和WEB服务器模块和后台数据库共同构成WEB认证系统实现对用户的认证计费。为了解决多个无线局域网共用一个认证服务器的问题,通过引入RADIUS协议,论文还对系统功能进行了扩展,开发了RADIUS客户端程序,实现了RADIUS认证。RADIUS认证服务器(包括用户信息数据库)为多个无线局域网中的客户机进行认证提供了一个解决途径。通过大量测试,表明本系统在稳定性、可扩展性、建设成本方面都具有较大的优势性,达到了设计要求。

关键词：接入认证 netfilter 内核空间 RADIUS NAS

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一种快速的WLAN接入认证协议

一种快速的WLAN接入认证协议

作者：李书欣西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着支持WLAN移动设备数量的大量增加以及WLAN更广泛使用，出现了一些新的应用场景，它们要求更加高效的WLAN初始链路建立机制。而IEEE802.11i接入认证需要较多的消息交互轮数，使得认证过程消耗过多的时间，导致STA不能充分发挥WLAN系... 详细信息

随着支持WLAN移动设备数量的大量增加以及WLAN更广泛使用，出现了一些新的应用场景，它们要求更加高效的WLAN初始链路建立机制。而IEEE802.11i接入认证需要较多的消息交互轮数，使得认证过程消耗过多的时间，导致STA不能充分发挥WLAN系统的能力。本文首先通过实验证明了IEEE802.11i的低效性，尤其是在WLAN比较繁忙的情况下。之后，本文指出导致IEEE802.11i效率低下的主要原因是它从框架的角度来进行设计的，因此带来太多的消息。针对该问题，本文提出了一种新的接入认证方法，仅需要两轮消息的交互即可完成移动终端和网络间的认证和密钥分发。在实现上，本文给出一种简单有效的方法，使得所提方案同IEEE802.11i可以兼容并存。另外，本文还形式化地证明了所提方案比四步握手协议具有更高的安全性。同时，本文实现了所提方案，实测结果表明所提方案较EAP-TLS效率可提高94.7%。同时，仿真结果表明当WLAN繁忙的时候，本文的方案相对于EAP-TLS具有更明显的优势。

关键词：接入认证 802.11i WLAN

基于动态密码的银行卡接入认证系统的设计与实现

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基于动态密码的银行卡接入认证系统的设计与实现

作者：古明涛大连理工大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展,银行卡的迅速普及,各式各样的银行卡被人们熟知和使用。银行卡给我们带来方便的同时,也带来了不可忽视的安全隐患。目前,银行卡接入认证系统都是基于静态密码认证技术,由于密码固定,每次输入的密码相同,一... 详细信息

随着社会经济的快速发展,银行卡的迅速普及,各式各样的银行卡被人们熟知和使用。银行卡给我们带来方便的同时,也带来了不可忽视的安全隐患。目前,银行卡接入认证系统都是基于静态密码认证技术,由于密码固定,每次输入的密码相同,一些非法分子通过对ATM机安装微型摄像头、盗码器等手段获取用户银行卡信息,从而窃取卡内的个人存款。本文针对银行卡使用的弊端,提出了一种基于动态密码的银行卡接入认证系统。该系统采用手机作为客户端操作平台,ATM机服务器端和手机客户端实现相同的加密算法,明文和密钥由银行卡卡号、原始密码以及ATM机提供的6位随机数组成,再经过美国高级加密标准（AES）加密生成128比特的密文,密文通过哈希函数压缩生成6位动态密码。该动态密码取代原有的静态登录密码,用于登录银行服务系统。实验证明本文提出的加密算法生成动态密码重复率低,任意两次动态密码相同的概率为1.01*10-6。由于每次ATM机提供的随机数不同,生成的动态密码也不同,实现了动态登录,有效地提高了银行卡接入认证系统的安全性。同时,为了防止手机丢失带来的安全隐患,本文相应提出了四种安全性设计,用来保护手机客户端的安全。

关键词：动态密码 AES 接入认证银行卡

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天地一体化信息网络安全接入认证机制研究

天地一体化信息网络安全接入认证机制研究

作者：孟薇中国科学技术大学

学位级别：硕士

天地一体化信息网络是一种由卫星网络、地面网络等多种网络融合而成的高度异构网络,它将空间网络作为地面网络的延伸能够克服地面传输网络覆盖范围受限的问题,从而为移动用户提供高速、大容量、全球连续的通信和数据传输服务,在民事应... 详细信息

天地一体化信息网络是一种由卫星网络、地面网络等多种网络融合而成的高度异构网络,它将空间网络作为地面网络的延伸能够克服地面传输网络覆盖范围受限的问题,从而为移动用户提供高速、大容量、全球连续的通信和数据传输服务,在民事应用、国家安全、灾害预警等领域具有重要价值。因此,研究天地一体化信息网络中的安全保障技术对于个人信息安全乃至国家信息安全具有重大意义。为了防止非法用户接入天地一体化信息网络获取网络服务或破坏系统,设计适用于天地一体化信息网络的接入认证和密钥协商机制成为天地一体化信息网络研究和发展过程中的迫切需求。同时,为了保证用户在拓扑高度动态变化的网络中通信的连续性以及后续通信的机密性,高效安全的切换认证机制对于提升天地一体化信息网络通信系统的服务质量以及安全性具有显著的意义。然而,天地一体化信息网络具有节点能力受限、通信信道高度开放、卫星节点规模大、通信链路时延高等特点,不仅使传统无线网络中的安全接入技术难以应用于天地一体化信息网络,而且为接入认证及密钥协商机制的设计带来诸多挑战。近年来,已有部分学术工作者针对天地一体化信息网络的特点,设计相应的安全接入认证方案。这些已有方案的核心思想在于:卫星作为透传的转发节点,由网络控制中心对用户的接入请求进行集中认证。然而,在大量用户并发接入的情况下,这种集中式的认证方式可能会在系统的安全和性能上造成极大的损失。并且天地一体化信息网络高链路传输时延特点被忽略,使得用户的网络接入服务质量下降。在已有的诸多关于天地一体化信息网络中频繁切换问题的研究中,关于安全切换认证机制的研究没有得到很好地重视,而已有的切换认证方案与天地一体化信息网络中的实际应用需求存在较大差距。这些未得到有效解决的安全问题限制了天地一体化信息网络的健康发展和普及。因此,本文围绕天地一体化信息网络中的安全接入认证以及安全切换认证机制,做了进一步的研究。本文的主要贡献如下:(1)为了解决传统的接入认证系统中用户接入时延高以及单点瓶颈问题,本课题将提出一种新的认证系统模型。该认证模型以消耗卫星计算、存储资源为代价将认证模块前移至卫星,避免了网络控制中心的在线参与。并在该模型的基础上设计一个基于椭圆曲线密码的安全快速接入认证方案。通过为用户颁发多组临时认证信息元组,方案实现了用户隐私信息的保护。此外,方案利用批量验证的特点实现切换交互消息的有效汇聚,能够显著降低切换过程中卫星节点的计算和通信开销。(2)提出抗卫星劫持的低时延接入认证方案。在具体的实现中,引入代理签名技术,地面信关站通过将自己的签名能力代理给卫星,从而使被授权卫星能够为用户提供接入认证服务,并协助该地面信关站与用户建立安全通道。同时,通过设置代理委托的有效期,地面信关站能够细粒度、灵活地控制卫星节点认证用户的能力,有效减轻了卫星被劫持的风险。此外,本研究沿用认证模块前移至卫星的系统模型,避免了网络控制中心可能造成的安全和性能瓶颈,并且能够降低用户的接入时延。(3)针对天地一体化信息网络中卫星节点频繁切换问题,提出基于群密钥的通用安全切换方案。利用卫星节点运动轨迹可预测的特点,用户当前连接的卫星可以提前将用户的安全上下文转移给下一个卫星节点,从而实现无缝切换,保证用户会话的连续性。此外,借助同一信任域中卫星节点之间共享的群组密钥,方案实现了轻量级、高效的切换认证,并确保了切换过程中的安全性。

关键词：天地一体化信息网络低时延接入认证卫星劫持代理签名群密钥安全切换认证

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可信网络接入认证方法的研究

可信网络接入认证方法的研究

作者：庄小君北京交通大学

学位级别：硕士

随着Internet的不断发展,网络逐渐成为工业和国防等领域中重要信息交换、处理的手段,所以必须保证网络具有足够的可信性、安全性,才能发挥出它的重要作用。但是,随着信息化的加快实施以及电子商务、电子政务的迅速发展,网络安全问题日... 详细信息

随着Internet的不断发展,网络逐渐成为工业和国防等领域中重要信息交换、处理的手段,所以必须保证网络具有足够的可信性、安全性,才能发挥出它的重要作用。但是,随着信息化的加快实施以及电子商务、电子政务的迅速发展,网络安全问题日益突出,病毒泛滥、黑客猖獗,导致网络可信度严重降低。通过研究,我们认为:目前导致安全事件的主要原因是主机软、硬件结构存在设计漏洞并且对用户没有进行严格的认证和授权控制。传统安全防范的重点放在对服务器和网络的保护上,而忽略终端接入者本身的安全。但大多数的攻击事件都是由终端接入者本身不安全而引起发的,所以只有从终端接入的源头就建立起安全体系,内外共防来构造真正安全可信的网络环境。本文在参考现有认证技术和可信计算的特点的基础上,提出了一种可信网络接入认证模型。该模型的基本思想是通过评估接入终端的安全状态信息来实施网络访问控制,将“隐患终端”摈弃在网络之外,构建一个“干净的”、“可信赖”的网络,从而减少网络安全事件发生的频率,提高网络应对安全威胁的能力。本文将安全评估与传统的接入认证方法结合起来,设计了一个基于安全评估的接入认证系统。该系统不仅支持802.1x、VPV等现有接入技术,还支持我国第一个无线局域网认证协议WAPI。本文的主要内容如下:1.分析了当前网络面临的问题以及现有安全系统的不足,并介绍了本文涉及到的相关技术;2.对WAPI进行了改进,避免了“中间人攻击”的漏洞,并用BAN逻辑对改进后的协议安全性进行了形式化分析验证;3.提出了一种可信网络接入认证方法的模型,并对该模型的体系层次结构和消息交互流程进行了描述;4.描述了本文中可信网络接入认证方法在移动终端和移动数据网络中的实现,并对组件的功能结构进行了设计;5.对全文进行了总结,并指出了缺点和下一步工作。总之,本文对可信网络接入认证技术进行了一些探索、研究,希望本文能够对可信网络技术的发展以及构建有中国自主产权的可信网络接入架构做出一定的贡献。

关键词：网络安全接入认证安全状态评估可信网络