[发明专利]基于区块链和雾计算的物联网设备身份安全认证方法

说明书

本发明公开了基于区块链和雾计算的物联网设备身份安全认证方法，具体为：设备管理者生成随机密钥并把密钥写入到物联网设备中，然后将密钥发送给与设备靠近的雾节点；雾节点对随机密钥进行加密后发送给设备管理者；设备管理者将物联网设备的相关信息写入区块链；雾节点通过物联网设备的编号查询区块链，获得物联网设备的相关信息；雾节点通过设备身份安全协议DSCP验证存放在区块链中设备的序列号与设备本身序列号是否相同，雾节点认证阶段完成，然后雾节点为物联网设备添加一个映射和设备访问有效期；物联网设备完成注册和认证之后，设备之间就可以进行相互认证。本发明利用区块链和雾计算帮助物联网保证设备的安全和实现设备之间的相互认证。

技术领域

本发明属于密码学与信息安全技术领域，涉及一种基于区块链和雾计算的物联网设备身份安全认证方法。

背景技术

近年来，随着物理联网技术的迅速发展，物联网技术及其创新应用给人们的生活带来了极大的便利，使得人与设备、设备与设备之间都连接在了一起。尽管物联网的概念和应用已不再新颖，但是物联网的好多安全问题及研究都属于起步阶段。物联网世界拥有庞大的设备数量，增加了物-物互联和人-物互联数据交换的难度，同时也增加了信息收集、传输、交换之间的安全问题，也很容易受到各种攻击：(1)大多数设备都是无线的，由于各种原因会受到身份欺骗，消息窃取，信息篡改等安全问题。(2)很多类型的设备在内存和处理能力方面都会受到资源限制。

为了解决物联网的安全问题，大部分现有方案都采用CA认证中心或者一些安全算法、密钥管理协议等，其算法相对复杂、安全集中、容易发生单点故障，不易部署在资源受限的物联网设备中。自2008年中本聪团队首次引入区块链以来，大量研究学者纷纷将区块链技术引入物联网，用来解决物联网的许多安全问题。但是被提出的大多数方案都集中在解决数据隐私、信任管理和安全保护方面，也有一些学者研究基于区块链的物联网设备认证工作，但是大多都是提出一种框架或想法，不适合部署在大多数资源受限的物联网设备中。特别是随着雾计算的兴起，在边缘设备附近部署雾节点可以帮助解决设备资源受限的问题，但是并没有考虑设备之间的认证问题，然而基于区块链的设备身份认证方面还有很多需要做的工作和待思考的地方。因此，更好的利用区块链和雾计算帮助物联网保证设备的安全和实现设备之间的相互认证有着非常重要的研究价值和意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于区块链和雾计算的物联网设备身份安全认证方法，利用区块链和雾计算帮助物联网保证设备的安全和实现设备之间的相互认证。

本发明所采用的技术方案是，基于区块链和雾计算的物联网设备身份安全认证方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1，使用椭圆曲线算法ECC生成设备管理者Admin、物联网设备Device和雾节点FogNode所需要的密钥对；

步骤2，设备管理者Admin生成随机密钥并把密钥通过一次性编码OTP写入到物联网设备中；

步骤3，设备管理者Admin通过安全通道协议TLS将密钥发送给雾节点FogNode；

步骤4，雾节点FogNode对随机密钥进行加密后发送给设备管理者Admin；

步骤5，设备管理者Admin将物联网设备的相关信息写入区块链，注册阶段完成；

步骤6，雾节点FogNode通过物联网设备Device的编号查询区块链，获得物联网设备Device的相关信息；

步骤7，雾节点FogNode通过设备身份安全协议DSCP验证存放在区块链中设备的序列号与设备本身序列号是否相同，验证成功，雾节点认证阶段完成；