多级安全MIPv6网络及RFID认证中的关键技术研究

论文摘要

在未来的移动和泛在网络环境下，不论是网络结构，还是接入实体都呈现出异构化、多样化的特点，这使得其中的安全认证问题的解决无法给出统一的方法。鉴于此，本文分别针对多级移动IPv6网络和RFID系统中的认证技术进行了深入的研究。首先多级安全移动IPv6网络是适用于高敏感级商业机构、政府机关和军事领域的一种专用网络，它允许多种安全级别的用户接入到网络中，并能够存储、传输和处理多种安全级别的信息。随着移动网络逐渐深入到社会的各个领域，如何在分布式环境下使得移动IPv6网络满足多级安全特性，是一项值得研究的课题。本文针对多级安全移动IPv6网络安全架构中的认证技术进行了研究，提出了一种单向密钥协商和认证方案，并分别在移动实体接入注册、传输通信和移动切换三种情景下讨论了其实现方案。这些方案中，通过接入网关的强制访问控制，使得移动节点、通信对端、家乡代理和本地代理之间的身份认证和密钥协商过程可实现单向通信，避免不同安全级实体双向通信中可能的秘密信息的泄露，保证网络的多级安全性。其次，RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，主要用于物品标识和实时信息共享。随着物联网概念的提出，RFID技术的应用范围和深度都得到了快速的扩展。然而，RFID标签的资源和计算能力非常有限，这为RFID技术的发展和认证方案的设计都带来了相当的困难，尤其是现有成熟的公钥密码技术很难直接应用到RFID认证中去。为此，本文对一种委托对端计算的RFID认证协议进行了研究并进行了改进，提出了一种关于预计算因子的更新机制，使得RFID系统的认证能够牺牲较小的代价获得安全性最大限度的提高。其中，基于Grain v1算法实现了方案中所需的密钥流生成器和伪随机数的生成器。方案具有很高的安全性和可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 多级安全网络的研究现状
• 1.2.2 RFID 的研究现状
• 1.3 本文研究内容和论文结构
• 第二章 相关背景知识
• 2.1 多级安全移动 IPv6 网络
• 2.1.1 多级安全网络概述
• 2.1.2 具有多级安全特性的移动 IPv6 网络结构
• 2.2 多级安全网络中的密钥管理
• 2.2.1 公钥基础设施 PKI 及证书授权中心 CA
• 2.2.2 MIPSec 中基于 X.509 的支持多级授权的数字证书
• 2.3 RFID 系统简介
• 2.3.1 RFID 系统的基本构成和工作原理
• 2.3.2 RFID 安全协议的安全目标
• 2.4 Rabin 型公钥加密体制及 ECDSA
• 2.4.1 Rabin 公钥体制
• 2.4.2 ECDSA 数字签名
• 第三章 多级安全 MIPV6 网络中的单向密钥交换技术
• 3.1 多级安全移动网络中的认证技术
• 3.1.1 支持多级安全的移动 IPSec 系统
• 3.1.2 支持多级安全网络的 IKEv2 协议改进
• 3.1.3 不同场景下的身份认证和密钥交换
• 3.2 移动节点安全策略及单向接入认证技术
• 3.2.1 移动节点的安全策略
• 3.2.2 移动 IPv6 的接入认证
• 3.2.3 异地节点的单向接入认证
• 3.3 单向传输认证
• 3.3.1 移动 IPv6 的传输认证
• 3.3.2 单向的传输认证和密钥协商过程
• 3.4 单向切换认证
• 3.4.1 移动 IPv6 的切换
• 3.4.2 单向的切换认证
• 3.5 安全性分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 委托对端计算的 RFID 认证协议的一种改进方案
• 4.1 一种委托对端计算的 RFID 认证协议
• 4.1.1 标签和读卡器的证书管理
• 4.1.2 一种委托对端计算的 RFID 认证协议
• 4.2 预计算因子 T 的更新
• 4.2.1 预计算因子T
• 4.2.2 预计算因子 T 的更新
• 4.2.3 更新机制的分析
• 4.3 基于 Grain v1 的流密码生成器
• 4.3.1 Grain v1 流密码算法
• 4.3.2 RFID 认证协议的密钥流生成器
• 4.3.3 伪随机数生成器
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 创新点说明
• 5.3 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果