物联网中保护隐私的可分层追踪的数字签名算法研究

Privacy preserving technology plays a significant role in the Internet of Things (IoT). It can guarantee the secrecy of the user’s identity and location during the access to an IoT network in an open physical environment. This project aims to solve the following three fundamental security and privacy issues in the Internet of Things: 1) To prevent leakage of the user privacy information, such as the identity and location, develop some novel privacy preserving digital signature schemes for the Internet of Things. 2) To suit the resource-constrained mobile station, design a lightweight undeniable secure mutual authentication protocol which requires relatively low computational complexity, data storage, key calculation and power consumption. 3) To trace the dishonest mobile stations which abuse the signing rights by different administration authority, construct anonymous signature schemes with different levels of traceability that can greatly reduce the loss of reputation and privacy information.. Through the development of novel techniques and theories for privacy preserving, lightweight undeniable mutual authentication and hierarchical traceability, this project will provide a strong technical support for the vigorous development of the Internet of Things.

隐私保护对物联网的发展具有重要意义，它能确保物联网终端在开放的物理环境下的安全接入并保证信息共享的过程中用户的身份、位置等信息不被窃取。本课题针对现有物联网中隐私保护中存在的安全、认证和归责问题，重点进行三方面研究： 1）研究具有隐私保护的数字签名协议，解决物联网终端的非授权使用过程中用户身份、位置等高敏感性隐私信息的泄露问题。2）充分利用现有网络资源的同时，设计轻量级只需要移动终端具备较小的计算能力、数据存储量、密钥计算量及电量的不可否认的双向认证安全防范方案。3）构建可分层追踪的具有隐私保护的数字签名算法，管理者可以分权限的追踪到滥用签名权限的用户，从而最大限度的减小声誉和隐私等损失。. 通过对物联网中保护隐私的数字签名关键技术的系统深入的研究，着重解决隐私保护、轻量级不可否认双向认证和分层追踪等关键问题，从而为快速发展的物联网建设提供强有力的技术支撑。

本项目围绕物联网终端的隐私保护问题，重点对物联网开放环境下的终端设备的安全接入、保证信息共享中用户的身份、位置等高敏感性信息不被窃取等关键问题进行了深入研究。主要包括：1）有效的解决了物联网环境下，终端的非授权使用中用户身份、位置等隐私泄露问题，设计出了一个高效的具有隐私保护的数字签名协议。 2）设计了一个轻量级不可否认的双向认证安全防范方案，适用于移动终端具备较小的计算能力、数据存储量、密钥计算量及电量的终端。3）实现了管理者可以分权限的追踪到滥用签名权限的用户的问题，最大限度的减小声誉和隐私等损失，构建了可分层追踪的具有隐私保护的数字签名算法。.通过基金委对本项目的资助，通过对各类数字签名算法的研究，在一定程度上解决了物联网环境下的安全、认证和归责问题，完成了预期目标。在本项目的资助下，课题组以第一作者发表论文4篇，其中CCF推荐A/B/C论文4篇，独立培养硕士研究生4人。