一种可证明安全性的认证框架，用于无线传感器网络中的量子安全消息传输

《Scientific Reports》：A provably secure authentication framework for quantum-safe message transmission in wireless sensor networks

　　

摘要

无线传感器网络（WSNs）已被广泛部署，用于持续监测其环境，收集必要的数据以支持自主决策或预测控制。因此，这些网络已在智能农业、军事、工业自动化和医疗保健等领域得到应用。在传感器之间或传感器与移动接收节点之间的数据传输过程中，会使用公共通信渠道。这使收集到的数据面临诸多安全威胁，如篡改、窃听和数据重放。尽管近年来针对这一生态系统开发了许多安全框架，但当前的大多数解决方案仍无法有效防御诸如会话劫持、侧信道攻击、临时密钥泄露以及量子攻击等威胁。在本文中，我们利用格密码学为WSNs开发了一个有效的认证框架。形式化的安全分析证实了我们的协议在随机预言模型（ROM）下的鲁棒性。此外，广泛的语义安全分析展示了该框架对服务拒绝、密钥泄露和伪造等典型攻击的抵御能力。在性能方面，我们发现所开发的框架与同类方案相比，计算和能源开销略有降低。