ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻭ ﻃﺮﺍحي ﺷﻤﺎﻫﺎﯼ ﺭﻣﺰﺍﻣﻀﺎﯼ ﺑﺪﻭﻥ ﮔﻮﺍهي ﺑﺮﺍﯼ ﺍﯾﻨﺘﺮﻧﺖ ﺍﺷﯿﺎﺀ

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

دكتري

با گسترش روزافزون فناوري و رشد اتصال تجهيزات هوشمند به شبكه، اينترنت اشياء (IoT) به يكي از اركان اصلي زيرساخت‌هاي نوين ديجيتال بدل شده است. كاربردهاي اينترنت اشياء در حوزه‌هايي همچون خانه‌ي هوشمند، سلامت ديجيتال، حمل‌ونقل هوشمند و شهر هوشمند، نقش مؤثري در بهبود كيفيت زندگي ايفا مي‌كنند. با اين حال، چالش امنيتي در اين شبكه‌ها، يكي از موانع اصلي در مسير توسعه‌ي امن و پايدار آن‌هاست. از آن‌جا كه اشياء متصل به اينترنت غالباً داراي پردازنده، حافظه و انرژي محدود هستند، استفاده از الگوريتم‌هاي رمزنگاري مرسوم با پيچيدگي محاسباتي بالا براي اين محيط‌ها مناسب نيست. در چنين شرايطي، استفاده از رمزامضاي بدون گواهي (CL-SC) مي‌تواند راه‌حلي كارآمد باشد؛ چراكه اين روش ضمن حذف نياز به زيرساخت مديريت گواهي، مسئله‌ي امان‌سپاري كليد را نيز برطرف مي‌سازد. از طرفي رمزنگاري مبتني بر خم بيضوي ECC نوعي رمزنگاري كليد عمومي است كه امنيت بالايي را با كليدهاي كوچكتر فراهم مي‌كند. اين روش با استفاده از خواص رياضي خم‌هاي بيضوي بر روي ميدان‌هاي متناهي، عمليات رمزنگاري را سبك و كارآمد مي‌سازد. با توجه به پژوهش‌ها و تحقيقات برجسته‌ي انجام‌شده در حوزه‌ي اينترنت اشياء، مسئله‌ي يافتن يك شماي رمزامضا كه به‌صورت هم‌زمان از لحاظ امنيتي و كارايي داراي ويژگي‌هاي قابل قبول باشد، به‌عنوان يك مسئله‌ي باز مطرح شده است. هدف اين رساله، طراحي و ارائه‌ي يك شماي رمزامضاي بدون گواهي است كه بتواند نيازهاي امنيتي و محدوديت‌هاي منابع موجود در شبكه‌هاي اينترنت اشياء را به‌طور هم‌زمان برآورده سازد. شماي پيشنهادي با تكيه بر خم‌هاي بيضوي و در چارچوب مدل‌هاي امنيتي پيشگوي تصادفي (ROM) يا استاندارد (SM) طراحي شده و تلاش ‌مي‌شود تا با تحليل‌هاي نظري و مقايسه‌هاي تجربي، برتري آن نسبت به شما‌هاي پيشين نشان داده شود. با استناد به مطالب ارائه‌شده، در اين رساله به بررسي شما‌هاي امضا و رمزامضاي مبتني بر خم بيضوي خواهيم‌پرداخت و خلأها و آسيب‌پذيري‌هاي امنيتي موجود در اين شما‌ها را شناسايي خواهيم‌كرد. براي هر مورد، تحليل دقيقي از تهديدات امنيتي موجود ارائه خواهد شد و نسخه‌هاي بهبوديافته‌اي از اين شما‌ها معرفي مي‌گردد كه مشكلات امنيتي شناخته‌شده را برطرف مي‌كنند. در ادامه، يك شماي رمزامضاي كاربردي براي حوزه‌ي سلامت پيشنهاد خواهيم كرد كه در مدل استاندارد از امنيت برخوردار بوده و داراي ويژگي‌هاي جعل‌ناپذيري وجودي در برابر حمله با پيام انتخابي lEUF-CMA و تمايزناپذيري در برابر حمله متن رمزشده انتخابي IND-CCA2 است. عملكرد اين شما با ساير شما‌هاي مطرح‌شده در اين حوزه مقايسه مي‌گردد. همچنين يك شماي رمزامضاي بدون گواهي كاربردي براي اينترنت اشياء ارائه خواهيم كرد كه داراي اثبات امنيت در مدل پيشگوي تصادفي است و همانند طرح پيشين، از ويژگي‌هاي EUF-CMA و IND-CCA2 برخوردار مي‌باشد. در نهايت، شماي پيشنهادي را از منظر محاسباتي، ارتباطي و توان مصرفي با شما‌هاي اخير مقايسه خواهيم‌كرد و نشان خواهيم‌داد كه شماي ارائه‌شده داراي برتري نسبي از منظر كارايي است.

235714

مخابرات

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان