Entwurf eines sicheren, benutzerauthentifizierten Schlüsselmanagementprotokolls für allgemeine IoT-Netzwerke

In den letzten Jahren hat die Forschung im Bereich des allgemeinen Internets der Dinge (IoT) viele praktische Anwendungen hervorgebracht, einschließlich Smart Home, Smart City, Smart Grid, industrielles Internet, vernetzte Gesundheitsversorgung, Smart Retail, intelligente Lieferkette und Smart Farming. Das hierarchische IoT-Netzwerk (HIoTN) ist eine spezielle Art des allgemeinen IoT-Netzwerks, das aus verschiedenen Knoten besteht, wie z.B. dem Gateway-Knoten, Cluster-Head-Knoten und Sensor-Knoten, die hierarchisch angeordnet sind. In HIoTN besteht die Notwendigkeit, dass ein Benutzer direkt auf die Echtzeitdaten von den Sensor-Knoten für eine bestimmte Anwendung in einer allgemeinen IoT-Netzwerumgebung zugreifen kann. Dieses Papier betont den Entwurf eines neuen sicheren, leichten dreifaktoriellen Remote-Benutzerauthentifizierungsschemas für HIoTNs, das als benutzerauthentifiziertes Schlüsselmanagementprotokoll (UAKMP) bezeichnet wird. Die drei Faktoren, die im UAKMP verwendet werden, sind die Benutzersmartcard, das Passwort und persönliche Biometrie. Die Sicherheit des Schemas wird umfassend unter der formalen Sicherheit im weit akzeptierten Real-or-Random-Modell, der informellen Sicherheit sowie der formalen Sicherheitsüberprüfung mithilfe des weithin akzeptierten automatisierten Validierungstools für Internetsicherheitsprotokolle und -anwendungen analysiert. UAKMP bietet im Vergleich zu anderen bestehenden Schemen mehrere Funktionalitäten, einschließlich offline Sensor-Knotenregistrierung, kostenlose Passwort- und Biometrie-Update-Möglichkeiten, Benutzeranonymität und Anonymität der Sensor-Knoten. Darüber hinaus ist UAKMP auch in Bezug auf Berechnungs- und Kommunikationskosten mit anderen bestehenden Schemen vergleichbar.