一种基于HLC和Time-Lock谜题的智能家庭中的认证协议制造技术

本发明专利技术公开了一种基于HLC和Time‑Lock谜题的智能家庭中的认证协议，该协议包括：系统设置，命令消息初始化，相互认证。该协议针对智能家庭中的设备可能被其它恶意设备篡改和攻击的问题，提出了一个智能家庭认证协议，该协议基于家庭限制信道通信(HLC)和一个非平行的谜题Time‑Lock，考虑了家庭智能设备性能低下的特点，构造了一个低计算代价的协议来抵抗多个攻击者的联合攻击或恶意家庭智能设备的攻击。本发明专利技术满足高效性、鲁棒性等特点。

An authentication protocol in smart home based on HLC and time lock puzzle

【技术实现步骤摘要】
一种基于HLC和Time-Lock谜题的智能家庭中的认证协议
本专利技术属于智能家庭、信息安全领域，具体涉及一种基于HLC和Time-Lock谜题的智能家庭中的认证协议。
技术介绍
智能家庭是一个结合先进自动化系统的家庭，为居民提供对建筑功能的精密监控和控制。智能家庭可以控制照明，温度，多媒体，门窗以及许多其他功能。智能家庭使用家庭自动化技术，通过监控家庭的许多方面为房主提供智能反馈和信息。由于智能家庭的优越性，智能家庭的商业市场也越发庞大。随着家庭智能产品互联互通的进一步推进，未来有望出现更多爆款产品，推动智能家庭整体市场稳固发展。随着经济水平、互联网技术、消费升级等因素影响，越来越多的消费者进入到智能家庭市场。互联网巨头及新兴创业公司从硬件、技术、系统解决方案等不同角度进行布局，智能家庭系统初显。家庭区域网络(HAN)是智能家庭中的一个基本组成部分。近年来，由于智能城市、辅助系统、以及其他相关网络连接系统的发展，家庭区域网络被广泛的研究。一个典型的家庭区域网络主要是由家庭智能设备和家庭网关组成。家庭智能设备属于嵌入式设备，计算能力很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于HLC和Time-Lock谜题的智能家庭中的认证协议，包括如下实体：用户，服务器，家庭网关，家庭智能设备，其特征在于，所述认证协议包括如下步骤：/n步骤1：系统设置/n一个可信实体TA为整个系统生成和分发系统参数params；/n步骤2：命令消息初始化/n家庭网关生成了一条用来控制家庭智能设备的命令消息CM；/n步骤3：相互认证/n家庭网关和家庭智能设备通过HLC和Time-lock谜题相互认证。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于HLC和Time-Lock谜题的智能家庭中的认证协议，包括如下实体：用户，服务器，家庭网关，家庭智能设备，其特征在于，所述认证协议包括如下步骤：
步骤1：系统设置
一个可信实体TA为整个系统生成和分发系统参数params；
步骤2：命令消息初始化
家庭网关生成了一条用来控制家庭智能设备的命令消息CM；
步骤3：相互认证
家庭网关和家庭智能设备通过HLC和Time-lock谜题相互认证。


2.根据权利要求1所述的认证协议，其特征在于，所述步骤1具体包括：
在系统设置阶段，生成协议中用到的谜题难度值，用来控制计算谜题的时间；使用时间阈值来判断消息是否可信；使用哈希函数来执行计算；具体如下：
·选择ε作为谜题的难度；
·选择△T作为消息往返时间的上限；
·选择H(*)作为哈希函数；
TA将params＝(ε,△T,H(*))分发给家庭网关和家庭智能设备{SD1,SD2,...,SDn}，n是家庭智能设备SD的数量。


3.根据权利要求1所述的认证协议，其特征在于，所述步骤2具体包括：
当家庭网关接收到服务器转发的消息时，就会进入命令消息的初始化阶段；在这个阶段中，家庭网关GW执行如下操作来初始化一条命令消息CM，该消息用来控制家庭智能设备，并将这个命令发送给某个家庭智能设备SDa(a∈{1,...,n})；具体如下：
ⅰ)生成一个CM＝{IDa||Seqcm||CMD}，其中IDa是SDa的唯一识别号，Seqcm是每个CM的序列号，Seqcm从0开始增加，CMD是实际上的具体命令，用来操控SD；服务器转发的消息中包含IDa和CMD，并且每当家庭网关发送了一个CM，Seqcm就会自增1；
ⅱ)家庭网关保存一个五元组tup＝{Seqcm,CMD,Tcm,statecm,IDa}至自身的缓存中，tup用来认证谜题的发送者，Tcm是家庭网关发送CM时的本地时间戳；statecm代表了CM的当前状态；协议中，statecm有如下五种类型的状态，初始化为ini；
·ini:家庭网关生成了一个CM，但是该CM还没有被发送出去；
·com:CM已经被家庭网关发送出去；但是家庭网关还没有收到该CM相应的谜题；
·puz:家庭网关已经收到该CM相应的谜题，但是家庭网关还没有解决这个谜题，生成证据；
·prof:家庭网关生成了证据并且将这个证据发送出去；但是网关还没有收到应答；
·ack:家庭网关收到了SDa对该证据的ack。


4.根据权利要求1所述的认证协议，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，黄志刚，孟欣宇，赵奕鸥，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31