用于智能家居多平台的基于 TTP 的可靠基础架构,传感器资源消耗低
用于智能家居多平台的基于 TTP 的可靠基础架构,传感器资源消耗低
发布时间:2022-11-06 12:35:22 作者:小编

    随着ICT技术在智能家居环境中的长足进步,无处不在的环境在全球范围内迅速兴起,但随着智能家居市场的快速增长,多平台异构性和新的安全威胁等问题也相应增加。此外,智能家居开云体育app传感器的计算资源太少,无法处理复杂的计算任务,这是创建适当安全环境所必需的。服务提供商还面临处理来自数量迅速增加的传感器的数据的开销。本文旨在提出一种构建基础设施的方案,在该基础设施中,通信实体可以使用物理上不可克隆的PUF和智能家居通信实体可以依赖的TTP安全地进行身份验证和设计安全通道。此外,我们分析和评估了所提出的方案的安全性和性能,并证明它可以用低资源构建安全通道。最后,我们期望所提出的方案有助于在未来的智能家居多平台中以低资源进行安全通信。


    由于ICT技术的进步,我们生活在一个无处不在的环境中,人们可以随时随地获得IT服务。物联网是泛在环境的代表技术之一。通过技术,许多事物与网络有机地连接起来,为用户提供各种服务。它适用于包括智能农业、智能家居和联网汽车在内的广泛领域。在应用领域中,随着物联网智能设备的发展以及使用智能设备的服务和研发领域的扩大,智能家居开云体育app市场在全球范围内呈指数级增长。StrategyAnalytics报告称,全球智能家居市场每年增长10%,到2019年市场规模将达到1150亿美元。HarbourResearch还预测,到2020年,全球安装的物联网终端数量将达到80亿台,其中47%将安装在智能家居中。此外,Gartner预计,到2020年,智能家居相关设备的数量将达到69.6亿台。


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  世界市场对新增长引擎的需求促使许多公司参与到智能家居市场。根据战略咨询公司ADL的说法,智能家居市场的参与者可以分为:配电/楼宇自动化参与者;智能楼宇控制专家,楼宇应用玩家;家电玩家;软件、IT、通信设备参与者和服务提供商。由于智能家居服务基于融合技术并在多个平台上提供,因此智能家居服务环境中存在各种异构性。此外,随着智能家居市场的发展,各种安全威胁对用户的隐私和服务可靠性构成了威胁。2015年2月,惠普在其研究报告中警告说,大多数智能家居物联网设备容易受到密码、加密和身份验证程序方面的安全威胁,并且很容易受到网络犯罪的影响,因为用户必须提供个人信息才能使用智能家用IT设备。根据赛门铁克关于智能家居设备安全性的报告,它们存在身份验证漏洞。


  此外,用于智能家居的各种传感器计算资源低。他们无法处理执行相互身份验证和建立安全通道所需的复杂计算任务。即使是拥有足够计算资源的服务提供商也可能面临处理来自数量呈指数增长的智能家居传感器的数据的开销。为了为多平台智能家居环境提供安全灵活的服务,需要基础设施与多平台连接并支持低资源。本文提出了一种基于可信第三方的基础设施,通过该基础设施可以在多平台智能家居环境中确保相互认证和通信的安全,并提出一种使用PUF来解决上述问题的以最少资源设计认证和安全通道的方案。


智能家居基础设施

  一般来说,智能家居基础设施由传感器和网关以及服务提供商组成,如图1.在智能家居中,这些传感器使用它们实时收集的信息直接向家庭居住者提供单一服务,或通过与其他传感器交换信息来提供多种服务。当传感器将收集到的信息传输给服务提供商时,它们必须通过网关与外部通信,因为它们的使用资源较少。网关以两种方式发挥作用:它接收家庭传感器在智能家居中收集的数据,并将数据发送给服务提供商,或者将服务提供商的数据传输到传感器。此外,网关根据接收到的信息并根据服务类型直接向传感器发送控制命令。服务提供者是在智能家居中部署传感器之前为提供服务而注册的服务器。开云体育app通过网关接收传感器感应到的信息,并给出控制命令或服务。由于智能家居基础设施主要由传感器、网关和服务提供商构建,创建多平台环境。


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开云体育app提议的智能家居多平台基础设施

  多平台智能家居环境提出的基础设施。在智能家居中,有各种各样的智能家居传感器设备,由于其不同的制造商或服务,它们在不同的服务提供商注册,并在多平台上工作。因此,它们引起了异质性问题。这就是为什么存在网关是为了解决异质性问题并打开与外部的单一通信通道的原因。在智能家居之外,多个SP通过传感器平台存在,形成云,通过网关与智能家居传感器进行通信。最后,TTP的存在是为了解决各种传感器和SP之间的异构性,并确保通信实体的可靠性。提议的多平台智能家居基础设施流程,在建立安全通道之前,传感器和网关之间、网关和SP之间以及SP和传感器之间的相互认证,这些都涉及实体的通信.


  随着智能家居市场呈指数级增长,本文讨论了多平台场景中日益增加的异构性和安全威胁。它提出了一种方案,通过该方案可以用最少的资源有效地构建相互认证和安全通道。所提出的基于TTP的基础设施不仅可以为参与需要相互认证的远程通信的多平台实体提供可靠性,而且还可以帮助计算能力低的传感器和必须处理来自不断增加的传感器数量的数据,同时最大限度地减少资源消耗使用传感器进行身份验证。使用PUF,它还通过使智能家居传感器无需额外硬件即可处理身份验证和生成会话密钥,最大限度地减少计算资源的消耗。在本文中,经安全评估确认,拟议的系统可免受常见威胁。并对所提方案的通信实体所需的计算和存储资源进行了分析和测试。


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