在软件定义无线电的 WiFi 四次握手协议中实现三种轻量级密码方案
密码学与安全
2021-10-04 v2 信号处理
摘要
随着物联网（IoT）设备在智能家居、医疗保健和工业自动化等应用中的快速部署，安全和隐私已成为主要关注问题。最近，美国国家标准与技术研究院（NIST）发起了一项轻量级密码（LWC）竞赛，以标准化新的密码算法，用于在资源受限环境中提供安全性。在此背景下，衡量新算法与现有通信和认证协议的适用性是一个重要问题。本文研究了 NIST 第二轮三种轻量级认证密码算法 ACE、SPIX 和 WAGE 在 WiFi 和 CoAP 握手认证协议中的性能。我们在软件定义无线电（SDR）中实现了 WiFi 和 CoAP 握手协议以及 IEEE802.11a 物理层通信协议，并将这两种握手协议嵌入 IEEE802.11a OFDM 通信协议以测量三种密码的性能。我们给出了握手认证协议中使用的 KDF 和 MIC 的构造，并提供了 ACE、SPIX 和 WAGE（包括 KDF 和 MIC）在三种不同（低功耗）微控制器上的优化实现。给出了这三种密码在 WiFi 和 CoAP 协议中采用时的性能结果。我们的实验结果表明，密码学功能是握手和数据保护协议中的瓶颈。
引用
@article{arxiv.1909.11707,
title = {Implementation of three LWC Schemes in the WiFi 4-Way Handshake with Software Defined Radio},
author = {Yunjie Yi and Guang Gong and Kalikinkar Mandal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.11707},
year = {2021}
}
备注
NIST Lightweight Cryptography Workshop 2019