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面向物联网设备身份认证和混合加解密技术研究与应用

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面向物联网设备身份认证和混合加解密技术研究与应用

作者：郑苗青南昌大学

学位级别：硕士

随着信息技术和互联网的高速发展,物联网越来越广泛地应用于各个领域中,在便利生活的同时,物联网环境面临的安全隐患也受到了更多重视。当前对物联网节点身份认证、数据传输、访问及存储的安全性要求也逐步提高,如何解决物联网环境中的... 详细信息

随着信息技术和互联网的高速发展,物联网越来越广泛地应用于各个领域中,在便利生活的同时,物联网环境面临的安全隐患也受到了更多重视。当前对物联网节点身份认证、数据传输、访问及存储的安全性要求也逐步提高,如何解决物联网环境中的信息安全问题,已经成为一个非常重要的研究课题。本文主要研究物联网设备身份认证和数据传输过程中的信息安全问题,提出面向物联网的椭圆曲线数字签名算法和基于国密算法的数字信封混合加解密算法,并设计实现了物联网设备管理系统。主要研究内容和成果如下:1.针对物联网设备普遍运算能力不佳和存储容量有限的问题,本文提出面向物联网的椭圆曲线数字签名算法,通过改变椭圆曲线通用方程,减少算法中的求逆和点乘运算,同时引入新的元素保证算法的安全性。该算法具有较强的安全性和较高的运算效率,并对算法进行仿真验证,证明了算法的有效性和可行性。2.为保证数据的安全传输,本文选用国密SM2算法和国密SM4算法相结合的混合加密算法对数据加密,以对称密码算法SM4作为数据加密算法,公钥密钥算法SM2作为对称密钥加密算法,用数字信封的方式,结合两种算法的优点,提高数据传输过程安全性。3.设计并实现了物联网设备管理系统,实现不同设备统一管理,以及用户管理、设备管理、密钥管理、通知管理等功能模块,通过设计实现及开发测试等流程,结果表明该设备管理系统能够正常运行且满足用户需求,达到预期目的。本文研究贡献:提出面向物联网的椭圆曲线数字签名算法;基于国密算法的数字信封混合加解密算法;设计开发物联网设备管理系统。

关键词：物联网身份认证数字签名椭圆曲线国密算法

椭圆曲线y^(2)=x^(3)+21x±148的正整数点

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内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2021年第1期42卷 109-113页

作者：杜先存普粉丽赵建红红河学院教师教育学院蒙自661199 普洱学院数学与统计学院普洱665000 滇西应用技术大学公共课基础课教学部大理671009

利用同余、Legendre符号、Pell方程的解的性质等证明了椭圆曲线y^(2)=x^(3)+21x+148与y^(2)=x^(3)+21x-148无正整数点.

关键词：椭圆曲线正整数点 Pell方程同余 Legendre符号

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椭圆曲线上的链式验证签名

北京邮电大学学报 2009年第3期32卷 42-45页

作者：丁义贾晓芸德州学院计算机系山东德州253023 北京邮电大学继续教育学院北京100876

首先,为赋予签名验证者不同的权限,基于椭圆曲线密码算法,提出了一种链式验证签名方案.只有经过链式验证授权组中的成员依次授权之后,签名验证者才能验证签名的有效性.然后,分析了所给签名方案的安全性,链式验证授权组中的任何一个成员... 详细信息

首先,为赋予签名验证者不同的权限,基于椭圆曲线密码算法,提出了一种链式验证签名方案.只有经过链式验证授权组中的成员依次授权之后,签名验证者才能验证签名的有效性.然后,分析了所给签名方案的安全性,链式验证授权组中的任何一个成员都没有权利验证签名的有效性;同时,该方案可以方便地增加或删除链式验证授权者,并在链式验证授权者或签名验证者泄漏子秘密时,及时进行维护.最后,分析了所提方案的运算复杂度,证明所给方案具有较高的安全性和效率.

关键词：链式验证签名椭圆曲线运算复杂度

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椭圆曲线回转类零件NURBS插补算法研究

组合机床与自动化加工技术 2016年第2期 112-114,117页

作者：翟静涛赵国勇庄丙远岳磊山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

针对激光熔覆加工中椭圆曲线回转类零件,提出了利用NURBS曲线直接对椭圆曲线零件拟合、插补的算法。在NURBS曲线建模的理论基础上,利用一阶泰勒展开式对插补点进行迭代运算,结合可控弓高误差插补理论,对刀轨曲线进给速度进行了规划。插... 详细信息

针对激光熔覆加工中椭圆曲线回转类零件,提出了利用NURBS曲线直接对椭圆曲线零件拟合、插补的算法。在NURBS曲线建模的理论基础上,利用一阶泰勒展开式对插补点进行迭代运算,结合可控弓高误差插补理论,对刀轨曲线进给速度进行了规划。插补加工实例说明,对于椭圆曲线回转类零件,所提出方法满足加工精度要求,达到了预期的加工目标。

关键词：激光熔覆加工椭圆曲线 NURBS 弓高误差

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椭圆曲线y^2=x^3-px的整数点

内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2016年第1期45卷 1-3页

作者：潘晓玮杜晓英西安医学院卫生管理系陕西西安710021 晋中学院数学学院山西晋中030600

设p是奇素数,N(p)是椭圆曲线y2=x3-px上的非平凡整数点(x,±y)的个数.根据二次和四次Diophantine方程的性质证明了:当p≡1(mod 8)时,N(p)≤3;当p≡5(mod 8)时,N(p)≤2;当p≡7(mod 8)时,N(p)≤1;当p≡3(mod 8)时,N(p)=0.

关键词：椭圆曲线整数点的个数上界

椭圆曲线y^(2)=x(x+p)(x+q)的整数点

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南宁师范大学学报（自然科学版） 2021年第1期38卷 54-59页

作者：冉银霞陇南师范高等专科学校数信学院甘肃成县742500

设p,q为奇素数,m为正奇数且p≡3(mod 8),q=p+2^(m),利用初等方法给出了椭圆曲线E_(+):y^(2)=x(x+p)(x+q),在x>0时的所有整数点.

关键词：椭圆曲线整数点同余推广的孪生素数

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SM9标识密码算法关键技术研究

SM9标识密码算法关键技术研究

作者：孙铭玮哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着信息技术的飞速发展,信息的保密性至关重要,密码学也成为国家信息安全的有力保障。SM9是我国自主研发,并于2016年由国家密码管理局发布采用的一项标识密码标准。双线性对(Pairing)在基于标识的密码(Identity-Based Crypto system,I... 详细信息

随着信息技术的飞速发展,信息的保密性至关重要,密码学也成为国家信息安全的有力保障。SM9是我国自主研发,并于2016年由国家密码管理局发布采用的一项标识密码标准。双线性对(Pairing)在基于标识的密码(Identity-Based Crypto system,IBC)体系应用领域被广泛采用。以双线性对为基础构建的SM9与传统公钥密码相比,具有更复杂的数学结构及运算过程。因此,提升双线性对的计算效率是提升SM9整体性能的关键技术。本文以提升双线性对的计算效率为目标,对Optimal ate双线性对算法及计算过程深入研究,提出一种Fp-FIOS模乘算法,提高了双线性对运算效率。本文通过对双线性对的基础理论和现有算法的分析得知,二次扩域(Quadratic Extension Field,Fp)是双线性对中的基本运算域,提升Fp中模乘的计算效率对提高双线性对计算效率是一种有效的方法。基于上述观点,本文提出一种面向双线性对的Fp-FIOS模乘算法,可用于计算形如(A·B+C·D)mod P的模乘;该算法通过合并模约减过程减少了计算冗余量;并为算法设计了两种并行调度方式。算法不仅可用于SM9,还包括其它参数范围内的IBC方案。依据Fp-FIOS算法设计实现了模乘运算单元及双线性对运算单元,并进行验证。本文针对不同的应用需求,提出了两种基于Fp-FIOS的模乘架构,利用该模乘架构设计了双线性对运算单元并采用SM9标准参数验证。在TSMC 55nm标准工艺条件下,对不同乘法字长的模乘架构与双线性对运算单元进行实现与性能分析。结果表明乘法字长为64位时,两种模乘架构的最高工作频率均可以达到2.0GHz,面积分别为110K和139K等效门,完成一次模乘分别需要15.5ns和12.0ns。与现有文献相比,所提出的架构在一次模乘时间、最高工作频率和面积时间积等性能指标上优于同类型模乘设计。双线性对运算单元工作频率为500MHz,仅需97824个时钟周期完成128位安全等级的Optimal-ate对计算,所需时间为0.186ms,面积为850K等效门。通过对比可知,采用Fp-FIOS算法的双线性对运算单元与同类型设计相比,在运算时间上有较为明显的优势。

关键词： SM9 双线性对椭圆曲线蒙哥马利模乘硬件实现架构

物联网中去中心化的密钥管理方案的研究与实现

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物联网中去中心化的密钥管理方案的研究与实现

作者：许帆江苏大学

学位级别：硕士

随着万物互联时代的到来,人们在使用物联网的同时,也面临一些挑战。一方面,大多资源受限的物联网设备难以实现高级安全的密钥管理方案,另一方面,大多应用于物联网的密钥管理方案在密钥生成、分发过程中都需要有第三方参与,具有安全风险... 详细信息

随着万物互联时代的到来,人们在使用物联网的同时,也面临一些挑战。一方面,大多资源受限的物联网设备难以实现高级安全的密钥管理方案,另一方面,大多应用于物联网的密钥管理方案在密钥生成、分发过程中都需要有第三方参与,具有安全风险和计算、通信的负担。针对以上问题,本文研究适用于物联网的轻量级去中心化的密钥管理方案。本文首先提出了一种去中心化的密钥分发方法,在此基础上设计了去中心化的密钥管理方案,最后实现了去中心化的密钥管理系统。本文的主要研究内容如下:为了解决传统的密钥分发方法不适用于资源受限的物联网节点的问题,本文对椭圆曲线密码算法中的标量乘法进行改进,以降低生成公私钥的时间和能耗。提出了节点的信誉评估机制以挑选优质节点当选为主节点来领导共识和生成公钥区块,节点之间通过改进的PBFT算法达成共识。实验表明,本文提出的方法相比其他方法,在生成公私钥所消耗的时间和内存分别降低了13.9%、16.7%,在挑选主节点方面,挑选到优质节点的概率提升了15.8%,挑选到恶意节点的概率降低了19.5%。在提出的去中心化的密钥分发方法的基础上,本文首先针对节点过多时使用PBFT算法产生的高延迟问题,提出了节点分簇算法,每一个簇头节点生成子公钥区块链,簇头节点中的主节点合并子公钥区块链形成主公钥区块链,主公钥区块链由所有簇头节点共同维护,可方便不同簇中的节点协商通信。在此基础上,本文提出了ECCR密钥协商算法,在降低能耗的同时,保证了通信过程中的一次一密,结合节点的加入和退出,分别阐述了静态节点和动态节点的密钥管理方案。实验表明,本文提出的协商算法相比其他算法在时耗和能耗上有较大优化,提出的去中心化的密钥管理方案相比其他方案,在计算、通信和存储开销上分别降低了22.8%、21.18%、31.26%。最后,本文设计和实现了去中心化的密钥管理系统,选用了CC2530单片机作为资源受限的物联网节点,一台计算机作为系统的可视化界面和保存公钥的区块链数据库。通过节点的灯亮表示节点之间通信成功,使用抓包软件验证信息是否通过密文传输。从身份认证、信息传输和信息存储分析了系统的安全性,表明设计的系统可保证节点之间通信的安全性,有一定的应用价值。

关键词：密钥管理去中心化轻量级椭圆曲线区块链

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椭圆曲线Tate对的压缩(英文)

软件学报 2007年第7期18卷 1799-1805页

作者：胡磊信息安全国家重点实验室(中国科学院研究生院) 北京100049

利用有限域包含的循环群之间的映射,给出了特征为素数p,MOV次数为3的超奇异椭圆曲线上的一类Tate对的两种有效压缩方法,它们分别将Tate对的值从6logp比特长的串压缩到3logp和2logp比特长.两种压缩方法的实现均使用原有Tate对的优化算法... 详细信息

利用有限域包含的循环群之间的映射,给出了特征为素数p,MOV次数为3的超奇异椭圆曲线上的一类Tate对的两种有效压缩方法,它们分别将Tate对的值从6logp比特长的串压缩到3logp和2logp比特长.两种压缩方法的实现均使用原有Tate对的优化算法的代码,不需要针对压缩对编写新的实现代码,而且两种压缩对的实现均保持原有Tate对的实现速度.

关键词： Tate对椭圆曲线压缩Tate对代数环面基于身份的密码系统