杨同豪，郁 滨

（信息工程大学 电子技术学院，河南 郑州450004）

0 引 言

ZigBee是一种新兴的无线网络通信技术，其规范中采取的安全措施［1］能够满足一般网络通信的安全需求，但ZigBee网络在节点的身份认证方面存在安全缺陷，这限制了其在高安全需求领域的应用。

ZigBee规范中规定的加密模式采用的是单一的对称密钥加密算法，虽具有加密速度快、能量消耗低等优点，但其并不具备数字签名和不可抵赖能力，也无法提供安全的身份认证服务［2］。文献 ［3］在研究了ZigBee协调器在网络管理和密钥配置中的作用之后，提出了一种安全的广播认证机制，解决了网络中恶意节点伪造广播消息的问题，文中采用的是单向签名的方式来提供节点的广播认证，但是没有提到对单个节点的身份认证机制，无法实现节点之间的双向身份认证。文献 ［4］中提出了改进的基于信任中心的认证方案，此方案能够解决移动节点的认证问题，但同时加重了ZigBee网络中协调器的计算负担。

目前，公钥密码体制在无线传感器网络中的应用已有研究，而专门针对ZigBee网络中节点认证进行的相关研究较少。文献 ［5］建议将计算复杂度低、资源占用少的椭圆曲线密码体制 （elliptic curve cryptography，ECC）［6］应用于ZigBee技术中。文献 ［7］也提出选取类似于ECC的轻量级公钥密码算法进行密钥分配时易于实现ZigBee节点认证功能。而在利用ECC的基础上，基于身份的密码体制 （identity－based cryptography，IBC）是最适合此类无线传感器网络的公钥体制［8］。为此，本文以IBC为基础，针对ZigBee网络提出一种基于身份的利用椭圆曲线上的双线性对运算实现的节点认证方案。……