用于無線電能傳輸?shù)目诹钫J證密鑰協(xié)商方案的研究.pdf

1、傳統(tǒng)充電方式雖然充電效率高，但是不同的電子產(chǎn)品接口可能不一致，而且攜帶不便甚至有可能漏電；無線電能傳輸(WPT,Wireless Power Transfer)技術(shù)可完全克服上述問題。在一些無線電能傳輸?shù)膶嶋H應(yīng)用中需要對用戶進行認證，WPT的安全認證是其商業(yè)化推廣的前提，因此對WPT中的認證技術(shù)進行研究是很必要的。目前 WPT的研究主要集中在距離、功率、效率和多源多用戶等方面。認證密鑰協(xié)商方案是使得系統(tǒng)能夠識別用戶的真實身份并為認證雙方

2、建立一個共有的會話密鑰。所以本文針對認證技術(shù)進行了如下幾個方面的工作：一、建立WPT用戶的標(biāo)識系統(tǒng)(IDS-WPT,Identification system for WPT)，主要包括用戶標(biāo)識和數(shù)據(jù)庫兩個方面。改變了傳統(tǒng)的固定方式的單一供電方式，滿足智能電網(wǎng)(Smart Grid)中移動用戶的用電需求。
　　用戶標(biāo)識：分析了現(xiàn)有用戶標(biāo)識的缺陷，針對 WPT用戶標(biāo)識的安全需求，設(shè)計了新的用戶標(biāo)識。該標(biāo)識具有唯一性、獨立性、簡單性同

3、時具有一定的擴展性。
　　數(shù)據(jù)庫設(shè)計：建立了分層的分布式數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，并對全局數(shù)據(jù)庫、本地數(shù)據(jù)庫、訪問數(shù)據(jù)庫的存儲內(nèi)容進行了設(shè)計。所建立的數(shù)據(jù)庫不僅具有較高的查找和更新效率而且具有較低的存儲開銷。通過對認證過程中數(shù)據(jù)庫所消耗的帶寬進行分析可知所設(shè)計的IDS-WPT系統(tǒng)可滿足實際應(yīng)用。
　　二、漫游用戶的認證密鑰協(xié)商認證方案：通過對Shin、Lee、王穎等人的漫游用戶口令認證方案的深入研究，并針對 WPT中用戶認證所需要的高安全

4、性，用戶友好性和低認證消耗等要求，結(jié)合Lee和王穎的方案對Shin方案進行了基于對稱加密、RSA、散列函數(shù)的匿名認證方案改進。論文不僅對改進方案與現(xiàn)有方案進行安全性證明，而且對時間復(fù)雜度和通信消耗等性能進行了仿真對比。結(jié)果表明改進方案在安全性上有很大的提高；時間復(fù)雜度和通信消耗均優(yōu)于Lee和王穎方案，適于無線電能傳輸中移動用戶的認證。
　　三、本地用戶的認證密鑰協(xié)商認證方案：通過分析研究Sonwanshi等人、Shin等人和You

5、ngil等人的認證方案，提出了一種基于散列函數(shù)滿足抗扮演攻擊、離線口令猜測攻擊、用戶匿名性的改進方案，并進行了詳細的性能仿真，結(jié)果表明相比原方案在S?Ui的通信消耗降低了43％，整體的通信消耗降低了30%，且實現(xiàn)了高性能的安全需求。
　　本文首先設(shè)計了WPT的用戶標(biāo)識和相應(yīng)的解析系統(tǒng)，并針對數(shù)據(jù)庫進行了帶寬消耗分析；其次，針對漫游和本地兩種環(huán)境，提出了改進的用戶認證方案，結(jié)果表明了改進方案具有更好的性能，是一個更安全的實用認證系統(tǒng)