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无线Mesh网络以其高覆盖、高容量、强容错能力等优势,有效弥补了当前无线技术下的系统网络建设成本较高、覆盖能力有限等缺陷,是下一代无线互联网络的核心组网技术。然而现阶段的无线Mesh网络安全性保障却很薄弱,网络中的安全认证作为有效解决终端授权接入的手段之一,却没有统一的标准,并且当前诸多研究方案也存在很多不足,比如:存在安全性漏洞、移动性支持不足、密钥管理问题复杂、不能应用于大规模的网络拓扑环境等。因此,研究适用于无线Mesh网络的安全认证方案有助于加速网络标准化进程,以及加快它在实际环境中的应用步伐。
论文以无线Mesh网络的安全认证研究为中心,首先从无线Mesh网络的安全性威胁研究展开,在网络底层分析恶意攻击,列出一些典型的攻击,分析其攻击原理,然后总结当前有效的安全性机制。接着,论文论述了与安全认证相关的一些密码学基础知识,详细分析现有典型的无线Mesh网络的协议,指出了现有方案中的不足,并针对无线Mesh网络的特点,分析认证所要达到的目标并提出有效可行研究方向。随后,论文分析无线Mesh网络在各种场景下的认证需求并建立通信模型,提出基于标识的无线Mesh网络安全认证方案,方案包括初始认证、快速切换认证和安全漫游认证,并在各方案后做了扩展性分析。最后,对提出的新方案做安全性与性能分析,并借用通用可组合理论证明协议的UC安全。
论文提出的新认证方案支持漫游和切换场景,以较小的交互次数完成了双向认证,并保证认证节点的公平性,满足无线Mesh网络在大型拓扑环境中的认证需求,同时也高效的完成了认证的密钥建立。经过分析和证明,方案达到了认证协议安全性目标,设计的认证及初始密钥建立协议是UC安全的。