[发明专利]基于接头暗号匿名的物联网身份认证方法

权利要求书

1.一种基于接头暗号匿名的物联网身份认证方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1，采用安全暗号协商和安全多方计算方法，保护节点接头暗号信息对其他参与节点完整性匿名，完成信任凭据计算；

步骤2，依靠发送方执行的Sender算法和接收方执行的Receiver算法完成身份的认证；

在步骤1中，

S1，陌生参与节点在安全场景中广播自己公钥，并接收其他节点公钥，并记录在节点目录记录表PUCT内，便于在公共场景中验证节点签名有效性；

S2，节点对接头暗号信息进行初始化操作，根据参与节点数量n将接头暗号中所有元素随机划分为n个部分元组PT[n-1]，随机选择部分元组PT[k]作为自己私有信息，k属于[0，n-1]的一个整数，私有信息不作通信处理，仅在节点内部参与节点部分结果PR计算，其他部分元组PT[i]节点作通信处理，被其他节点接收并计算部分结果PR，i≠k；

S3，每个节点对其他所有参与节点发送部分元组PT[i]，并接收其他所有节点的部分元组PT[j]，j属于[0，n-2]，j值不同表示部分元组PT[j]来自不同的节点，通过如下公式计算部分结果PR，

S4，每个节点对其他所有参与节点发送部分计算结果PR[k]，并接收其他节点的部分结果PR[j]，所有部分计算结果采用加法、乘法或其他复杂计算方法计算出总结果WR，并将总结果WR作为信任凭据CR，

其中，PR[k]表示节点自己部分结果，PR[j]表示来自其他节点；

在步骤2中，发送方执行的Sender算法的步骤包括：

S5，所有参与节点完成多方暗号协商，节点会具有相同的信任凭据CR以及所有参与节点目录记录表PUCT，输入信任凭据CR和所有参与节点目录记录表PUCT；

S6，节点如果处于空闲状态可发起认证请求，将节点类型设置为发送类型，如果节点处于处理状态可将节点设置为接收类型；

S7，判断节点类型，如果是发送类型，则为真，执行S8；如果不是发送类型，则为假，执行S9；

S8，执行Sender算法，完成发送方认证处理，执行S10；

S9，执行Receiver算法，完成接收方认证处理，执行S10；

S10，如果认证通过，则执行S14；如果认证没有通过，则执行S11；

S11，将请求节点信息加入非法节点记录表_PUCT内，记录非法节点信息，抵制非法节点认证请求，节省计算开销，如果发送认证请求，则先判断该节点是否在非法节点记录中，如果在，直接丢弃请求，否则继续处理，执行S14；

S12，判断非法节点数量，当新增加非法节点达到一定数量后，就执行S13，通知其他节点新的非法节点信息，否则执行S14；

S13，将非法节点信息广播给其他参与节点_PUCT，抑制这些非法节点认证请求，节省网络资源；

S14，判断所有参与节点目录记录表PUCT中所有节点是否全部完成认证，如果所有参与节点目录记录表PUCT内没有陌生节点，则返回True，完成认证，否则执行S6；

在步骤2中，发送方执行的Sender算法的方法包括：

S15，节点输入信任凭据CR和所有参与节点目录记录表PUCT；

S16，节点根据系统随机函数Random()产生随机数N1，产生计数器t1＝1，若认证请求失败，则t1＝t1+1，若t1T不成立，则等待一段时间后，令t1＝1，继续发送认证请求；

S17，节点调用软件或硬件Hash接口计算摘要信息m _a＝Hash(CR||N1||t1)，使用发送节点私钥sk1将m_a加密计算产生m1，执行下一步S18；

S18，发送认证数据(m1，N1，t1)，向接收方说明自己身份合法性，进入S19；

S19，等待接收节点的响应信息(m2，N2，t2)；

S20，收到响应后，在t2T与下述公式成立的情况下，响应是具有有效性的、签名是具有正确性的以及节点是具有合法性的，其中，N1说明响应与请求是相对应的；

E_{Receiver pk}(m2)＝Hash(CR||N1||N2||t2)； (3)

S21，双方通过验证后，发送节点根据认证消息中的N2、自己信任凭据CR和随机数N1安全建立会话密钥sessionKey；

sessionKey＝Hash(CR||N1||N2)； (4)

在步骤2中，接收方执行的Receiver算法的步骤包括：

S22，节点输入信任凭据CR和所有参与节点目录记录表PUCT；

S23，接收发送节点的认证数据(m1，N1，t1)；

S24，收到数据后，若t1T，则请求有效，否则请求无效；若下述公式(5)成立，则发送方身份节点合法，执行S25，否则节点非法，返回False；

E_{Sender pk}(m1)＝Hash(CR||N1||t1)； (5)

S25，节点根据系统随机函数Random()产生随机数N2，产生计数器t2＝1，若认证响应失败，则t2＝t2+1；若t2T不成立，则等待一段时间后，令t2＝1，继续发送认证响应；

S26，节点调用软件或硬件Hash接口计算摘要信息m_b＝Hash(CR||N1||N2||t2)，使用接受节点私钥sk2将m_b加密计算产生m2，执行下一步骤S27；

S27，发送认证数据(m2，N2，t2)，向发送节点说明自己身份合法性；

S28，双方通过验证后，接收节点根据认证消息中的N1、自己信任凭据CR和随机数N2，通过如下公式安全建立会话密钥sessionKey；

sessionKey＝Hash(CR||N1||N2)。