一种面向工业互联网场景的双PUF身份认证方法技术

本发明专利技术提供了一种面向工业互联网场景的双PUF身份认证方法，主要应用于工业互联网场景中智能设备和云服务器之间通讯过程中的相互认证，结合使用了弱PUF（WPUF）和可重构的强PUF（OPUF），通过双PUF的协同工作，实现了高效、安全的身份认证，采用轻量级的加密原语，如异或操作和哈希函数，大大降低了计算和通信开销，适用于资源受限的工业物联网设备。本发明专利技术可以保证智能设备的不可克隆性以及通讯过程的安全，能够有效防止窃听攻击、假冒攻击、重放攻击及机器学习攻击等，可以极大提高认证的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通讯安全，涉及身份认证技术，具体是一种面向工业互联网场景的双puf身份认证方法。

技术介绍

1、随着工业互联网的快速发展，越来越多的工业设备和系统被连接到互联网中，形成了复杂而庞大的网络体系。这些设备和系统通过网络进行数据交换和协同工作，从而提高生产效率和产品质量。然而，工业互联网的广泛应用也带来了严重的安全隐患，特别是身份认证方面的问题。在工业互联网场景中，设备之间的通信和数据传输需要确保参与方的身份真实可靠，否则将面临数据泄露、系统破坏甚至生产事故等风险。因此，身份认证成为工业互联网安全体系中至关重要的一环。传统的身份认证方法，如基于密码的认证、数字证书认证等，在资源受限的工业设备上实现起来往往存在性能瓶颈，且难以应对日益复杂的安全威胁。

2、物理不可克隆函数（puf，physically unclonable function）技术由于其硬件独特性和难以复制的特性，成为近年来身份认证领域的研究热点。puf通过利用设备的微观物理结构生成独特的响应，提供一种高安全性、低功耗的身份认证机制。然而，单一puf的应用存在一些局限性，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向工业互联网场景的双PUF身份认证方法，其特征在于，包括注册阶段和身份证认证阶段：

2.根据权利要求 1 所述的一种面向工业互联网场景的双PUF身份认证方法，其特征还在于，在步骤S1中，秘密值和响应、的生成过程分别为：、、，通过安全信道发送至云服务器的参数包括。

3.根据权利要求 1 所述的一种面向工业互联网场景的双PUF身份认证方法，其特征还在于，在步骤S5中，X1的计算公式为，X2的计算公式为，X3的计算公式为。

4.根据权利要求 1 所述的一种面向工业互联网场景的双PUF身份认证方法，其特征还在于，在步骤S5和S6中，云服务器S仅将参数...

【技术特征摘要】

1.一种面向工业互联网场景的双puf身份认证方法，其特征在于，包括注册阶段和身份证认证阶段：

2.根据权利要求 1 所述的一种面向工业互联网场景的双puf身份认证方法，其特征还在于，在步骤s1中，秘密值和响应、的生成过程分别为：、、，通过安全信道发送至云服务器的参数包括。

3.根据权利要求 1 所述的一种面向工业互联网场景的双puf身份认证方法，其特征还在于，在步骤s5中，x1的计算公式为，x2的计算公式为，x3的计算公式为。

4.根据权利要求 1 所述的一种面向工业互联网场景的双puf身份认证方法，其特征还在于，在步骤s5和s6中，云服务器s仅将参数x3发送至智能设备t，并未向智能设备t发送随机数n2，智能设备t无法通过运算获得的值，防止恶意设备通过伪造或猜测来进行攻击，智能设备t收到云服务器s的信息时验证s，服务器无法否认之前提交的的值，防止假冒攻击。

5.根据权利要求 1 所述的一种面向工业互联网场景的双puf身份认证方法，其特征还在于，在步骤s6中，通过异或运算得到和n1的过程为：和，使用wpuf得到秘密值和响应的过程分别为：和，使用opuf生成的过程为：，x4的计算公式为：，x5的计算公式为：，下次会话的id计算过程为：。

6.根据权利要求 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠涛，赵光龙，张波，苏冠群，许浩，王凯，张玉璘，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：