无人机辅助的物联网设备多簇并发认证方案

来源：电子与信息学报杂志2025年第10期北京时间：

作者：马如慧, 何诗洋, 曹进, 刘奎, 李晖, 邱源

单位：1.西安电子科技大学网络与信息安全学院 西安 7100712.上海航天电子技术研究所 上海 201109

摘要：为了应对物联网(IoT)设备在通过无人机(UAV)接入地面网络过程中可能面临的窃听和伪造攻击等安全威胁，以及避免因超海量设备并发接入导致的信令冲突和关键节点拥塞等问题，同时结合物联网设备低计算和存储能力等特点，利用物理不可克隆函数，该文提出一种基于无人机辅助的物联网设备多簇并发接入与切换认证方案。在该方案中，基于预共享密钥机制，无人机首先安全接入地面网络。随后，基于物理不可克隆函数，多簇物联网设备可以并发安全高效地通过无人机接入地面网，并且抵抗物理攻击、假冒攻击、中间人攻击等威胁，同时显著降低物联网设备侧的计算和存储开销。此外，当新无人机替换旧无人机时，多簇物联网设备可以并发安全高效地切换至新无人机，确保了设备网络服务的连续性。安全性和性能分析结果表明，该方案在计算和存储开销均较低的情况下，能够提供较为健壮的安全属性。此外，该方案在处理超海量设备并发接入时，能够有效减少信令开销，避免信令冲突和关键节点拥塞故障等问题。

关键词：接入认证, 切换认证, 无人机辅助, 物联网设备

基金资助：国家自然科学基金(62172317, U23B2024)，上海市天基异构网络协同计算重点实验室开放基金(CCSN-2025-04)，中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(ZYTS25073)