基于点对点通讯的物联网网络安全协议的研究与实现

摘要

如今通过将各种设备和系统以及应用程序融合在一起的物联网技术给人们带来了更加便利而且智能化的生活。然而，由于物联网平台的多样化、复杂性以及实时扩展要求，对于网络中节点的验证以及信息安全地传输提出了很大的挑战。由于物联网的异质性与复杂性，PKI体系结构并不适用于物联网中，因为中心服务节点不仅会限制平台的扩展性，而且还会降低节点间通讯的效率。此外基于 SSL/TLS协议的安全通讯，不仅其证书的部署与验证需要认证中心，而且每次会话时SSL/TLS协议中握手过程的开销限制了信息传输的高效性。
　　本论文在基于物联网的点对点通讯基础上设计了一个新的安全协议来解决以上问题，通过分布式认证机制来避免认证中心从而保证了系统的扩展性，在通讯过程中简化握手过程从而提高了通讯过程中信息传输的效率。通过实验证明，基于SensibleThings物联网平台而实现的安全通讯在相同条件下比SSL协议传输效率快近4～5倍，同时保证了传输信息的保密性、完整性和可用性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究目标

1.3 研究内容和相关技术路线

1.4 研究范围

1.5 本文组织结构

第二章 相关技术介绍

2.1 物联网安全

2.2 安全算法及相关实现技术

2.3 安全协议分析逻辑

2.6 本章小结

第三章 安全协议

3.1 设计思想

3.2 协议概述

3.3 注册

3.4 通讯

3.4 本章小结

第四章 安全通讯

4.1 总体架构

4.2 安全通讯层的设计与实现

4.3 安全管理模块

4.4 本章小结

第五章 测试与评估

5.1 测试环境

5.2 对称密钥算法效率测试

5.3 传输效率对比测试

5.4 安全协议的理论分析

5.5 安全通讯层的分析

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录A 基于BAN分析方法对于本安全通讯协议的逻辑理论证明

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