基于门限密码学无线自组织网络安全机制的的研究

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1、摘要．无线自组织网络是一种特殊类型的无线网络，和传统的移动无线网络不同，它们不需要任何固定的网络基础设施。事实上，节点之间是依靠网络中的其它节点来保持网络连通的。无线自组织网络在实际中有着重要的应用，比如军事、探险、紧急救援和其它对安全性比较敏感的场合。无线自组织网络存在的一个最主要的问题就是它们对针对网络安全的攻击非常脆弱，具体来说，就是对网络可用性、数据机密性、数据完整性、节点真实证、消息不可否认性的攻击，如何解决这些问题一直以来都是无线自组织网络的一个重要研究方向。由于无线自组织网络的脆弱性，解决上面的

2、安全问题是一项非常有挑战性的工作。广泛应用于有线网络的一些安全方案，例如认证中心、＆暇beros协议、RSA、ECDSA签名算法等，已经无法解决无线自组织网络中存在的安全问题。利用现有的密码学知识，结合无线自组织网络的特点，设计出安全有效的协议，这就是本篇论文研究的内容。本文首先介绍了在设计无线自组织网络的安全协议时常用到的一些密码学知识，包括椭圆曲线密码学、数字签名、秘密共享、门限密码学以及零知识证明，然后提出了两个新的安全协议。第一个协议是用于实现无线自组织网络中的用户认证。和以往提出的协议相比，该协议的

3、优点是只需要用户记忆一个短密码，而不要求用户事先存储服务器的公钥。该协议能够防御离线和在线的字典攻击，即使用户选择的密码熵值较低，敌手也无法猜出。此外，该协议完成后，用户和服务器的身份都可以得到认证。第二种协议是用于实现无线自组织网络中的消息签名，该协议是基于椭圆曲线离散对数问题的。和其它基于离散对数的门限签名方案相比，该协议最大的改进就是去掉了生成签名期间服务器之间需要交互的限制，使得协议的通信量得到了极大的减小。并且，该协议能够防御针对签名算法的选择消息攻击。最后，本文分析了这两种协议的安全性和效率。结果

4、表明，这两种协议都非常适合于应用在无线自组织网络的环境。关键词：无线自组织网络密码认证双向认证门限签名无交互签名IAbstraetAdlaocnetworksa碍aspecialwirelessnetworkingparadigmformobilehosts．Unlikemutitionalmobilewirelessnetworks,adhoenetworksdonotrelyonfixedi．frasulaemre．Infact,nodesrelyOlleaelaothertokeepthenetwork

5、connected．Adhoenetworkshavemanyimporlantapplicationsinpracticesuch越military,exploration,emergencyres哪andothcTsecurity-sensitiveoperations．Animportantissueforadhoenetworksistheirvulnerabilitytosecurityattacks．namelyattackstothefollowingattributes：availabilit

6、y,confidentiality,integrity,authentication,andnonrepudiation．Howtosolvetheselbroblemsisalwaysoneimportantresearchareainadhoenetworks．Thevulnerabilityofadhoenetworksposesbigchallengesinachievingthesesecuritygoals．Someprotocols饼schemeswlaieha∞widelyusedinwire

7、dnetworkssuch瑟CertificateAuthority,Kerberos，RSAandECDS气a托notsut五eientinaelaicvingsecurityinadhoenetworks．Themainideaofthepaperistodesignst圮Ul'eandefficientprotob,olsbytakinguseofcryptographylmowledgeandconcerningfeaturesofadhoenetworks．11坞paperfirstinl／xodu

8、eessomecryptographyknowledgewhichisusefulinthedesignofprotocolssecuringadhoenetworks．TheknowledgeincludesEllipticCurveCryptography,DigitalSignature，SecretSharing，ThresholdCryptographyandZero-KnowledgeP