[发明专利]一种基于边缘服务的工业环境认证方法

说明书

本发明涉及一种基于边缘服务的工业环境认证方法，属于通信安全技术领域，利用Menezes‑Vanstone密码算法、AES加密和单向哈希函数实现了工业用户与边缘服务器之间的双向认证，工业用户通过椭圆曲线和AES算法与云注册和服务中心进行登录认证得到边缘服务器的认证参数，然后通过Menezes‑Vanstone密码算法和边缘服务器进行安全的认证并建立会话密钥，提高了边缘服务器与工业用户通信的安全性。

技术领域

本发明涉及通信安全技术领域，特别是涉及一种基于边缘服务的工业环境认证方法。

背景技术

物联网在过去十年中随着许多功能强大、成本低廉的设备的出现，以及各种通信媒体的出现，获得了极大的普及。因此，集成的工业环境配备了通信、传感器和联网执行器模块。这些设备负责感官数据捕获、环境和工业条件跟踪以及原始货物运输。然而，使用不同架构的不同协议的设备和机器之间的互操作性，以及这些协议和这些设备生成的数据的安全性是工业环境中的主要关注点。如前所述，工业设备存储、传输或交换大量高度敏感的信息。攻击者可以拦截并修改这些传输的数据。因此，必须实现基本的安全特性，如机密性和完整性。然而，受限的设备是工业环境中的主要安全考虑因素。这些设备通常在计算能力、存储容量和能源消耗方面受到限制。因此，引入边缘服务器，它支持共享的数据和通信系统，并且可以托管云服务器中的服务。由于缺乏认证服务，流氓边缘服务器声称是合法的，并试图修改数据的传输。因此，需要开发轻量级的加密协议，以保护工业环境中设备免受攻击。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于边缘服务的工业环境认证方法，提高了边缘服务器与工业用户通信的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于边缘服务的工业环境认证方法，包括：

在云注册和服务中心初始化系统参数，所述系统参数中包括椭圆曲线群生成的生成器、系统公钥、系统私钥和单向哈希函数；

基于所述系统参数，通过所述云注册和服务中心对工业用户端进行身份注册，获得工业用户注册信息，并将工业用户身份信息存储到所述云注册和服务中心；

基于所述系统参数，通过所述云注册和服务中心对边缘服务器节点进行身份注册，获得边缘服务器节点注册信息，并将所述边缘服务器节点注册信息存储到所述云注册和服务中心；

基于所述工业用户注册信息和所述系统参数，采用AES加密算法在所述工业用户端生成第一认证消息，并将所述第一认证消息发送到所述云注册和服务中心进行所述工业用户端的身份认证；

当所述云注册和服务中心完成所述工业用户端的身份认证后，基于所述云注册和服务中心存储的边缘服务器节点注册信息，检索所述工业用户端对应的边缘服务器节点的边缘服务器节点注册信息，基于检索到的边缘服务器节点注册信息，采用AES加密算法在所述云注册和服务中心生成第二认证消息，并将所述第二认证消息发送到所述工业用户端进行所述云注册和服务中心的身份认证；

当完成了对云注册和服务中心的身份认证，则基于系统参数和Menezes-Vanstone密码算法进行所述工业用户端和所述边缘服务器节点之间的相互认证；

当完成了所述工业用户端和所述边缘服务器节点之间的相互认证，则所述工业用户端和所述边缘服务器节点通过会话密钥进行通信。

可选地，所述基于所述系统参数，通过所述云注册和服务中心对工业用户端进行身份注册，获得工业用户注册信息，并将工业用户身份信息存储到所述云注册和服务中心，具体包括：

通过智能卡向工业用户端输入用户身份标识、用户密码和生物特征信息，基于所述系统参数，采用AES加密算法对所述用户身份标识、所述用户密码和所述生物特征信息进行加密，生成用户注册请求消息，并将所述用户注册请求消息发送到所述云注册和服务中心；