沈剑，周天祺，王晨，杨惠杰

面向边缘计算的隐私保护密钥分配协议

沈剑，周天祺，王晨，杨惠杰

（南京信息工程大学江苏省网络监控工程中心，江苏 南京 210044）

针对边缘计算多应用场景下的隐私保护问题，提出两种基于策略的密钥分配协议，所提出的协议基于约束伪随机函数的概念分别实现了轻量高效和灵活细粒度的策略选择。具体来说，基于GGM伪随机数生成器，构建前缀谓词策略的密钥分配协议，该协议可有效支持轻量高效的密钥分配，适用于单一网络环境下设备资源受限的应用场景。在此基础上，基于多线性对，构建位固定谓词策略的密钥分配协议，该协议可支持灵活细粒度的策略选择，适用于异构网络动态灵活的多设备场景。最后，通过形式化证明分析所提出协议的安全性。

边缘计算；隐私保护；约束伪随机函数；密钥分配

1　引言

随着物联网的发展和广泛应用，边缘计算以其低时延、高可靠、海量连接、异构汇聚等优点受到越来越多的关注。作为物联网的关键技术，物联网基础设施的建设将引起边缘计算的进一步发展。据统计，物联网连接数量在2018年开始爆发式增长。2010—2018年全球物联网设备数量高速增长，复合增长率达20.9%。预测2025年全球物联网联网设备将达到252亿个[1]。由此可见，边缘计算在未来几年内将迎来新的发展机遇，与此同时，将迎来新的挑战[2]。

边缘计算处理包括智能家居、智能驾驶、智慧安防等多种场景下的设备接入并需要为接入设备的安全通信提供保障，这就要求认证、签名、加密等密码技术的合理部署。……