基于改进无证书公钥密码的轻量级DTLS协议设计

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2021年第5期北京时间：

作者：许国栋，刘光杰，乔森，陆赛杰，赵华伟

单位：许国栋,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京, 210044,刘光杰,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京, 210044,gjieliu@gmail.com乔森,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京, 210044,陆赛杰,南京地铁建设有限责任公司, 南京, 210000,赵华伟,北京城建设计发展集团股份有限公司, 北京, 100037

摘要：物联网在快速发展的同时，其数据交互容易遭受各种攻击.为了保证物联网传输层协议UDP传输数据的安全，在TLS协议架构基础上扩展形成了支持UDP数据报安全传输的DTLS（DatagramTLS）协议.现行的DTLS协议基于公钥证书密码体制，证书管理复杂、网络通信开销大，难以满足物联网等资源受限型网络的安全通信需求.本文提出一种基于离散对数的改进无证书公钥密码方案，设计了适应资源受限网络的轻量级DTLS协议，并基于嵌入式SSL库wolfSSL进行了协议实现.从通信开销和握手连接时间两方面，将本文提出的基于改进无证书公钥密码的DTLS协议分别与基于传统公钥证书的DTLS协议及基于身份标识的DTLS协议进行了对比实验.实验结果表明，在保证安全性的前提下，基于无证书的DTLS协议在通信开销和握手连接时间方面均优于基于公钥证书的DTLS协议和基于身份标识的DTLS协议.

关键词：物联网;离散对数;无证书;轻量级;DTLS协议

基金资助：国家自然科学基金（U1836104，61801073，62072250）