郭军

【摘  要】

针对物联网系统的数据传输开放性、加密及认证开销成本高的问题，提出一种基于椭圆曲线加密算法与SHA-3算法结合的认证方案，并运用BAN逻辑的形式化分析方法，对该方案的安全性进行分析验证。结果显示，该方案能够实现服务器与设备之间，以及各设备之间的双向身份认证，能够提供通信双方的会话密钥协商，并能保持会话密钥的新鲜性。

【关键词】椭圆曲线加密算法;SHA-3算法;密钥协商;BAN逻辑

[Abstract]

Aiming at the problems of openness of data transmission， high cost of encryption and authentication in the Internet of things system， this paper proposes an authentication scheme based on elliptic curve cryptography and SHA-3 algorithm， and uses the formal analysis method of BAN logic to analyze and verify the security of the scheme. The results show that the scheme can achieve two-way identity authentication between servers and devices， and between devices. It can provide session key agreement between the two communication entities， and can maintain the freshness of the session key.

[Key words]elliptic curve cryptography; SHA-3 algorithm; key agreement; BAN logic

0   引言

信息化技术的快速发展，带动了物联网技术的智能化飞跃，物联网信息安全的重要性越来越得到重视[1]。目前物联网产业仍处在发展阶段，物联网信息安全防护还存在许多问题，物联网内部通信的身份认证鉴别及通信信道加密技术仍不完善。因此，基于当前的物联网环境，提出了一种基于椭圆曲线加密算法与SHA-3算法结合的新型认证方案，该方案能够实现通信双方身份认证、共享会话密钥协商及通信数据来源不可否认，并能保证通信会话密钥的新鲜性。

1   椭圆曲线加密算法

椭圆曲线加密算法（Elliptic Curve Cryptography， ECC）[2]是一种公钥加密算法，最初是由Miller和Koblitz两位学者提出的，椭圆曲线密码体制的安全性建立在椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）求解难度上，在素数域F（p）中或者二进制域中对数据进行加密运算[3]。

椭圆加密算法的最主要优势在于比其他RSA加密算法、DSA加密算法计算速度更快，对资源要求更少，椭圆加密算法能够用更小的密钥长度提供同等或更高的安全性能，在减少运算复杂度的情况下能够提供更高级别的安全等级。……