1.物联网中终端设备无身份通用认证方法,其特征在于:包括步骤:
S1.注册阶段:
步骤S1-1.引入边缘设备,所述边缘设备向云中心发送其标识特征进行注册;引入可信第三方TA,所述可信第三方TA使用所述云中心的身份IDc生成云中心私钥 使用所述边缘设备的身份IDe生成边缘设备的私钥skIDe;所述云中心同时选择一个随机数步骤S1-2.所述可信第三方TA为每一个终端设备建立大小为n的单向哈希链HC,每个所述终端设备的链头h0均不一致;同时所述可信第三方TA给所述边缘设备发送所有终端设备的单向哈希链的链头h0;之后可信第三方下线;所述单向哈希链HC具体为:选择哈希函数设置初始化时间片Tn+1和随机数hn+1∈{0,1}l,根据每一个时间片Tj推算哈希值hj=h(hj+1||Tj+1),1≤j≤n,得到单向哈希链HC={h0,h1,h2,…,hj,…,hn-1,hn};
S2.会话密钥生成阶段:
步骤S2-1.所述边缘设备选择一随机数 并生成密文
向所述云中心发送所述密文;其中,T1是一个时间
戳,用来记录当前时间,req是一个随机数,sige(k1,T1,req)表示边缘设备用私钥skIDe对k1,T1,req做签名; 表示采用云中心的身份公钥IDc对当前发送的消息整体进行加密;
步骤S2-2.所述云中心接收到所述边缘设备发送的密文后,先用自己的私钥 解开密文,记录得到的k1,T1,req;然后使用所述边缘设备的IDe解开签名sige(k1,T1,req),还原出的k1,T1和req与其所记录的作对比,完成对边缘设备的身份验证同时获得k1;
步骤S2-3.所述云中心选择一随机数 并生成密文encIDe(k1,k2,T2,R,req+1,res),向所述边缘设备返回所述密文,若所述边缘设备能用自己的私钥skIDe解开所述密文,则验证云中心身份并得到k1,k2,同时所述云中心记录k1,k2,T2,R,req+1,res;
步骤S2-4.所述边缘设备生成密文 并返回云中心,所
述云中心用私钥解密后验证k2,T2,req,res的值;验证之后所述云中心和所述边缘设备使用k1,k2合成会话密钥 作为所述云中心和所述边缘设备通信的对称加密秘钥;
S3.指令生成阶段:
步骤S3-1.所述边缘设备与相邻的终端设备建立通信,并向所述终端设备发送随机数R;所述终端设备记录所述随机数R;
步骤S3-2.所述终端设备保存每一个时间片Tj的哈希值hj=h(hj+1||Tj+1),1≤j≤n,并据此和随机数计算与所述边缘设备会话的对称加密密钥 生成密文并发送至所述边缘设备,同时将hj和keyj记录在其单向哈希链中;
步骤S3-3.所述边缘设备接收所述终端设备发送的密文,读取当前时间片的哈希值h′=h(h′j+1||Tj+1)和对称加密密钥 如果h′j=hj,则终端向边缘设备认证成功,h′j和key′j记录在所述边缘设备中;
步骤S3-4.所述终端设备生成指令CI,并加上时间戳t,生成密文ekey(CI,t)发送给所述边缘设备;
步骤S3-5.所述边缘设备接收所述密文ekey(CI,t),并获取所述指令CI和时间戳t;
S4.指令验证并执行阶段:
步骤S4-1.所述边缘设备对所述指令生成签名sig(CI,hj),并生成密文eK(sig(CI,hj),CI,hj)发送给所述云中心;
步骤S4-2.所述云中心接收所述密文,并用会话密钥K输出明文(sig(CI,hj),CI,hj),对签名进行校验,如果指令没有异常,将执行相应的指令CI;若出现异常,则进行指令追踪。
2.根据权利要求1所述的物联网中终端设备无身份通用认证方法,其特征在于:所述指令追踪包括如下步骤:步骤S5-1.若所述云中心校验指令失败,对所述指令进行分析,将消息trace(hj)返回给所述边缘设备;
步骤S5-2.所述边缘设备接收到trace(hj),根据得到的hj推算出单向哈希链链头h0,若是计算出的h0与保存的单向哈希链链头值相等,则使用该链头定位到对应的终端设备,追踪定位该终端设备,关闭和该终端设备的连接,做出异常反馈。