
𝑆𝐺
𝑇
𝑥
∗ 𝐺 = 𝐸𝑇
𝑥
+ ℎ
1
(
𝐼𝐷
𝑇
𝑥
∥ 𝐸𝑇
𝑥
)
∗
𝑃 𝑢𝐵
𝐴𝐶
3
0
Rajkumar.S.C,JegathaDeborah.L,Vijayakumar.P等人.网络安全与应用1(2023)100012
0
通过相互认证,无人机网络已被证明是一种有效和便捷的轻量级解决方案[48-50]。
在[24]中,没有正式证明这些方案是安全的。最后但同样重要的是,Wizid等人[26]
为在无人机应用中对用户和飞行器进行身份验证开发了一种轻量级AKA技术。在这
种方法中,只使用模糊提取器和哈希函数,导致具有很少内存开销和计算和通信开
销的显着轻量级特性。只要一个强大的Canetti-Krawczyk(CK)对手可以访问所
提出的身份验证协议中的所有交换的消息,就可以实现特定会话的临时信息攻击。
作者提出了一种在实现身份验证的同时保持隐私的方法[6]。研究中还包括MEC设备
,这些设备可以显著降低身份验证成本,以应对飞行无人机的高度移动性。另一方
面,正式证明不支持所提出的方法来确保在同时对用户进行身份验证时保持隐私。
无人机的使用可以受益于Ever提出的椭圆曲线密码学架构[27]。还在研究一种称为
双线性配对的先进技术。根据[14]的作者的说法,[6]中提出的方法没有考虑相互认
证,同时在组织之间提供安全通信。物联网中的无人机通信可以通过Chen等人提出
的一种证书-AKA隐私保护身份验证方法得到保护。该方案确保了数据的机密性、可
用性和隐私性。因此,[14]容易受到受信任的权威中心的部分密钥托管攻击,已知
的会话特定临时信息(CK)对手和重放攻击的影响,因为在身份验证阶段的第一次
消息交换中丢失了完整性。因此,由于其传输信息的易受攻击性,无人机生态系统
面临潜在的灾难性风险。单个无人机的飞行区域也受到限制。此外,没有使用自动
的加密协议验证方法来检查所提出的方案的安全性。此外,系统的轻量级组件效率
低下,需要改进。
0
3.提出的系统
0
所提出的系统通过共享会话密钥建立了安全的无人机通信。用户应向权威控制注册
以获得无人机的访问权限。未注册用户将无法从无人机获得访问权限,因为注册是
安全的。无人机的详细信息已在权威控制中注册,位置和覆盖范围始终更新到权威
控制。所提出的系统架构如图1所示。
0
3.1.椭圆曲线密码学基础
0
通过使用椭圆曲线密码学(ECC),可以在加密中获得紧凑的属性。由于减少了击
键次数,它在字段算术中消耗的内存更少,速度更快[28]。ECC是为具有有限资源
的设备(如无人机)开发公钥密码算法的良好选择。椭圆曲线E的有限域F可以写成
2=3++,∈F,43+27()≠
Δ,其中和Δ被称为基点和生成点,用于循环群。这些程序只是可以执行的许多ECC
算法中的一小部分。即使是世界上最强大的计算机,也无法在给定和等于.的两个
机点的情况下,找到。,其中∈
是一个随机整数和椭圆曲线上的点,这两个点都位于椭圆曲线上。椭圆曲线离散对
数问题(ECDLP)具有这个特征。还有一些更值得期待的事情。图2描述了所提出
的系统安全的共享会话密钥通信。所提出的系统方案涉及四个阶段:初始化阶段、
注册阶段、身份验证和密钥协商阶段以及通信阶段。
0
3.1.1.初始化阶段
由权限控制(AC)选择有限域d的椭圆曲线E(x,y)。选择无冲突和不可逆的哈希函数
hi,其中i=1和2。从椭圆曲线中选择随机整数作为RIAC作为私钥以计算公钥为
PUK=RI
G。私钥由权限控制(AC)安全保存,其他剩余参数通过原始通信实体分发。
0
3.1.2.注册阶段参与者想要与被标识为
的无人机系统通信。同样,所有通信实体都应该向受信任的机构注册。
以下注册步骤确保注册以获得访问无人机系统。
0
•步骤1:选择一个随机整数作为其椭圆曲线上的临时秘密元素,表示为
。椭圆曲线上的第二个临时秘密元素选择为随机整数,并定义为。
计算消息摘要=1(∥),然后进行点计算如=1(∥)G。
身份选择表示为,随后用于向发送消息(,)。
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•步骤2:接收消息,然后选择椭圆曲线上的随机整数作为临时秘密,
,然后计算等效的公共参数,=,计算=+。使用schnorr’s签名[1]
计算=1(∥),和签名=+。发送(S,)给。
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•步骤3:然后计算静态私钥=+,并且公钥=。
0
•以下方程确认了公钥的受信任机构
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证明:
0
=(1(∥)++)=(1(∥)+)+=++=++=
+1(∥)
0
3.1.3.认证和密钥协商阶段两个通信实体和
建立通信以生成并协商用于执行加密和解密的共享秘密会话密钥,该密钥用于在实
体间通信期间加密和解密消息。认证步骤
步骤1:通过从椭圆曲线中选择一个元素的随机整数
作为秘密临时以计算公共参数=的计算时间戳发送消息(,,,)给。
步骤2:实体
检查消息时间戳的阈值,如果时间在限制内,则不丢弃消息;否则,选择整数
作为椭圆曲线上的随机元素,并用于临时秘密,然后将公共参数表示为=。
共享秘密密钥计算参数表示为,=(++)+++(1(∥)
),验证器计算如下=1(,∥)。最后,传输如下(,,,)给实体
。