[发明专利]一种面向智能家庭的具有隐私保护特性的身份认证方法

说明书

本发明公开了一种面向智能家庭的具有隐私保护特性的身份认证方法。本发明将IFTTT家庭网关引入到智能家庭系统中，并设计一种具有隐私保护特性的身份认证协议，使IFTTT家庭网关代替家中智能设备与用户在IFTTT服务器帮助下实现私密认证并协商出通信密钥。IFTTT服务器仅维护IFTTT家庭网关假名列表，并加密和转发用户和其家庭网关之间的加密信息，以防止引入共享的IFTTT服务器带来的隐私泄露，以及杜绝基于网络数据流量分析的日常起居行为泄露。IFTTT家庭网关从逻辑上被IFTTT服务器隐藏，IFTTT服务器不能跟踪用户，攻击者也不能跟踪用户和IFTTT家庭网关，实现了匿名、不可追踪等隐私保护功能。

技术领域

本发明属于信息安全的技术领域，具体为一种面向智能家庭的具有隐私保护特性的身份认证方法。

技术背景

随着智能设备和高速网络的快速增长，以IoT为基础的智能家庭因其带来能源节省，安全监控以及健康护理等优点成为了未来最具潜力的物联网应用场景之一。智能家庭系统允许用户远程连接入家庭内的传感器，智能设备以及家用电器以实现远程访问、控制的功能，但是已有的智能家庭远程接入，特别是用户身份认证方法，存在着严重的隐私泄露问题：攻击者或者直接通过攻击系统盗取用户身份信息进而非法监视或控制智能家庭，或者通过网络流量分析出用户的日常起居行为。

因此，有大量工作对上述问题进行了研究以并提供安全的身份认证，但是仍然存在如下问题：第一，大多数方案是通过引入可信第三方实现安全认证和通信，但可信第三方往往是难以确保的；第二，也有许多方案是直接让智能设备本身认证远程用户，但是智能设备资源有限，安全隐患多，同时当智能设备增多时，重复认证的问题严重。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，基于面向智能家庭的IFTTT服务提出一种具有隐私保护特性的身份认证方法。IFTTT(If This Then That.)服务是互联网服务的一种类型，在智能设备和用户之间作为接口，其给用户远程操控智能设备和通过IFTTT流程配置智能家庭带来便利。本发明引入用户私有的IFTTT家庭网关作为智能家庭系统中智能设备的认证的执行者，系统模型如图1所示，该模型有四部分组成：用户手机、IFTTT服务器、IFTTT家庭网关和家庭中的智能设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

首先在ITFFF家庭网关和IFTTT服务器之间建立安全通道；

再者设计一个互认证协议，该协议允许IFTTT家庭网关和远程用户通过IFTTT服务器互相认证，而且IFTTT服务器不能跟踪监控用户访问行为。该方案有三个阶段：系统初始化阶段、注册阶段、认证和密钥协商阶段，由图2所示。

阶段A：系统初始化阶段；

IFTTT服务器初始化：采用ECC算法，生成私钥x和公共参数{p,E_p,P,P_s,n,H₁(·)}，并发布公共参数。

IFTTT家庭网关初始化：预配置公共参数{p,E_p,P,P_s,n,H₁(·)}和序列号(SN_j)。采用ECC算法，生成私钥x_j和公共参数存储公共参数。

阶段B：注册阶段：

家庭网关注册阶段：IFTTT家庭网关注册到IFTTT服务器，确认身份rID_j和秘密H₁(SN_j||x)。

用户注册阶段：用户注册到IFTTT家庭网关，面对面的方式配置用户ID(uID_j)和初始认证会话秘钥

阶段C：认证和密钥协商阶段；