14、智能家居中的网络安全与认证算法解析

智能家居中的网络安全与认证算法解析

1. 引言

随着智能家居和物联网技术的发展，设备的安全性变得至关重要。本文将介绍几种用于智能家居物联网设备认证和安全密钥交换的算法，并探讨基于物理不可克隆函数（PUF）的物联网设备的安全性。

2. 认证算法介绍

2.1 算法 #1：单挑战算法

单挑战算法用于认证设备，需要四个步骤来完成设备认证和生成会话密钥：
1. 服务器选择单个 CRP (c, r)。
2. 服务器生成 w, K 和 h。
3. 客户端使用 (c, w) 生成 r′1, K, 和 h∗。
4. 服务器认证设备。

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(服务器):::process -->|(c,w)| B(客户端):::process
    B -->|h∗| A

该算法在不同字长 B 下的最大内部汉明距离和外部汉明距离如下表所示（W = 1K 字，N = 1024 初始化操作，SNRmax = 20 dB）：
| B (bits) | 32 | 64 | 128 | 256 | 512 |
| — | — | — | — | — | — |
| 最大内部汉明距离 (bits) | 0 | 0 | 52 | 92 | 171 |
| 外部 - 内部汉明距离分离 (bits) | -12 | -6 | -3 | 10