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Two secure authentication protocols for mitigating vulnerabilities in IoD

delete2025-12-24
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OA
AI
M
Masoumeh Safkhani *
M
Mahmoud Ghorbani Fard
DOI:10.1038/s41598-025-33020-8delete
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摘要

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无人机物联网(IoD)是一种网络层控制系统,用于管理无人驾驶航空器(UAVs)的通信。无人机已成为解决日常人类挑战的一种新颖方法,并且现在被应用于多个领域,例如个人活动(如摄影和摄像)、城市应用(如交通监控和结构检查)、商业运营(如电力线路和塔架检查)、农业以及军事行动。鉴于UAV的快速增长及其不断扩展的应用,将无人机互连以形成IoD是提高飞行安全和质量的一种理想趋势。然而,与安全、隐私和无人机间通信相关的挑战仍然是显著障碍。已开发出多种认证协议来解决这些问题。最近,Zhang等人提出了一种基于PUF的认证方案,该方案使用唯一标识符和哈希函数来确保IoD环境中的认证安全。然而,在本文中,我们证明Zhang等人的方案易受多种攻击,包括秘密值泄露、完整性破坏、密钥提取、可追溯性以及匿名性破坏。所展示的攻击具有100%的成功概率。我们还介绍了两种增强协议,通过使用Scyther工具进行非正式和正式的安全证明,表明它们不会遭受早期协议中发现的漏洞。与之前的协议相比,所提出的协议(a)和(b)的通信成本分别增加了29%和59%。所提出的协议(a)和(b)的计算成本也分别增加了26%和56%,而两种提出的协议的存储成本与之前相比保持不变。尽管所提出的协议的成本有所上升,但之前的方案易受各种攻击,而所提出的协议已展现出更好的安全性,并成功实现了所有安全目标。
Keyword:
Authentication protocol
IoD
Integrity contradiction attack
Session key disclosure attack
Anonymity violation
Scyther
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Scientific Reports
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机构

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