面向物联网与冷存储连续体的轻量高吞吐安全日志
密码学与安全
2025-06-11 v1
摘要
资源受限的物联网 (IoT) 设备的日益增长的部署和其扩大的攻击面，要求高效且可扩展的安全机制。系统日志对于物联网的可信度和可审计性至关重要，将其维护卸载到冷存储即服务 (Cold-STaaS) 可提高成本效益和可靠性。然而，现有的加密日志解决方案要么会给低端 IoT 设备带来沉重的计算负担，要么会在 Cold-STaaS 上造成验证延迟和存储效率低下。亟需一种在物联网-Cold-STaaS 连续体上平衡安全、性能和可扩展性的密码学原语。本文提出了 Parallel Optimal Signatures for Secure Logging (POSLO)，一种新型数字签名框架，我们在已知的情况下，它是首个提供常数大小签名和公钥、近乎最优签名效率以及可调细到粗粒度验证的安全日志框架。POSLO 通过高效的随机性管理、灵活的聚合和多种算法实现，实现了这些特性。它还引入了一种 GPU 加速的批量验证框架，通过利用同态签名聚合来实现超高性能。例如，POSLO 可在中档消费级 GPU (NVIDIA GTX 3060) 上每秒验证 231 条日志条目，而相较于最新技术，显著更为紧凑。POSLO 也保留了签名端的效率，为物联网设备节省了大量电池能量，并且适用于物联网-Cold-STaaS 生态系统。
引用
@article{arxiv.2506.08781,
title = {Lightweight and High-Throughput Secure Logging for Internet of Things and Cold Cloud Continuum},
author = {Saif E. Nouma and Attila A. Yavuz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08781},
year = {2025}
}