DNA Encoded Elliptic Curve Cryptography System for IoT Security
针对物联网安全漏洞，提出一种结合DNA编码与椭圆曲线密码的轻量级安全框架，以提升加密复杂性和系统稳健性。
2023-11-19 cs.CR
On the Independence Assumption in Quasi-Cyclic Code-Based Cryptography
本文研究准循环码密码学中HQC安全性分析所依赖的独立性假设，发现噪声向量坐标独立建模在某些情况下失效，并讨论了对最坏情况到平均情况归约的影响。
2025-01-05 cs.CR cs.IT math.IT
Comparative Analysis of Cryptography Library in IoT
本文调研并比较了适用于物联网的密码学库，整合多来源信息，为物联网密码学库及其特性提供综合参考。
2015-04-16 cs.CR
Current Lightweight Cryptography Protocols in Smart City IoT Networks: A Survey
随着先进技术的出现，物联网引入了大量相互连接的设备并收集大量数据。因此，物联网安全的需求至关重要。密码学正被用来保护网络的身份验证、机密性、数据完整性和访问控制。然而，由于IoT设备的资源约束性质，传统的加密协议可能不适合所有IoT环境。因此，研究人员一直在提出各种轻量级密码算法和协议。在本文中，我们讨论了物联网网络的最新轻量级加密协议，并对现有协议进行了比较分析。在此基础上，本文将现有的轻量级密码算法分为对称和非对称两大类。此外，我们考虑了几个最近开发的分组密码和流密码算法。此外，轻量级密码学的各种研究挑战已经得到解决。
2020-10-02 cs.CR
Designing a Layered Framework to Secure Data via Improved Multi Stage Lightweight Cryptography in IoT Cloud Systems
针对传统物联网-云系统安全方案的不足，提出含H.E.EZ层、凭证管理层等三层的多层混合安全框架，整合优化区块链、ECDSA等技术，兼具更强安全性与更优性能。
2025-09-01 cs.CR cs.SY eess.SY
Lighting the Way to a Smart World: Lattice-Based Cryptography for Internet of Things
乌克兰电网的网络攻击提醒我们，智能物联网（IoT）可以帮助我们控制灯泡，但如果受到攻击，它也可能把我们带入黑暗。目前，许多文献都试图解决物联网安全问题，但很少有人考虑到量子计算的进步对物联网的严重威胁。作为未来后量子密码学标准的候选者，格密码学具有安全性强、效率高等优点，非常适合物联网应用。在本文中，我们总结了基于格的密码学的优点及其在物联网设备上实现的最新技术。
2018-05-13 cs.CR
Lightweight Cryptography for IoT: A State-of-the-Art
随着5G的出现，物联网（IoT）由于其来自各个领域的广泛应用而成为几乎所有行业的吸引力中心。工业控制流程和工业物联网的爆炸性增长，通过互联系统使关键基础设施面临前所未有的网络威胁。这种新的安全威胁可以通过轻量级密码学来最小化，轻量级密码学是密码学的一个子分支，特别是针对资源受限的设备，如RFID标签，灵巧卡，无线传感器等。这些算法在不同的环境下表现出不同的硬件和软件性能。本文提出了性能比较，以及他们的报告密码分析，主要是轻量级分组密码，并进一步显示新的研究方向，开发新的算法与正确的平衡成本，性能和安全特性。
2020-06-24 cs.CR
Foundations and Design Principles of Lightweight Cryptography for IoT Systems
Sabanci University（萨贝里大学）
本研究提出基于密钥长度对物联网中轻量级加密算法进行分类，以评估其安全性，强调密钥长度对安全性的关键影响。
2026-09-21 cs.CR
Implementation and Optimization of HQC Decoding on NPU-Integrated Devices
School of Information and Communication Technology, Hanoi University of Science and Technology（河内科技大学信息与通信技术学院）
本文针对HQC解码在Qualcomm Hexagon处理器上的实现，通过重新设计核心内核以适配HVX向量化执行，显著降低延迟和能耗，能效提升高达18.13倍。
2026-06-01 cs.AR cs.CR cs.PF
QERS: Quantum Encryption Resilience Score for Post-Quantum Cryptography in Computer, IoT, and IIoT Systems
Luleå University of Technology（吕勒奥理工大学）
本文提出QERS框架，通过整合密码学性能、系统限制和多准则决策分析，评估后量子密码学在计算机、物联网和工业物联网环境中的韧性，支持安全设计和迁移规划。
2026-01-19 cs.CR cs.NI
Securing the Future Internet of Things with Post-Quantum Cryptography
传统和轻量级的密码原语和协议对于量子攻击是不安全的。因此，使用传统或轻量级加密原语和协议的实时应用程序不能确保完全证明的安全性。后量子密码学对于物联网（IoT）非常重要，因为它可以抵御量子攻击。本文提供了物联网网络后量子密码学的广泛文献分析，包括在实时应用中采用的挑战和研究方向。这项工作的重点是对资源受限设备有用的后量子密码系统。此外，这些量子攻击进行调查，这可能会发生在传统的和轻量级的密码原语。
2022-06-21 cs.CR
LNGate: Powering IoT with Next Generation Lightning Micro-payments using Threshold Cryptography
比特币已经成为一种革命性的支付系统，其分散的分类账概念，但它有显著的问题，如高交易费用和长确认时间。闪电网络（LN）是在很久以后才推出的，它通过一个称为链下支付的创新概念解决了大部分问题。随着这一进步，比特币已成为执行微支付的有吸引力的场所，也可以在许多物联网应用中采用（例如收费支付）。然而，由于存储、内存和处理要求，在物联网设备上托管LN和比特币是不可行的。因此，在本文中，我们提出了一种高效安全的协议，使物联网设备能够通过不可信的网关节点使用LN。网关托管LN和比特币节点，并可以打开和关闭LN通道，代表IoT设备发送LN支付。这种委托方法由（2，2）阈值方案提供支持，该方案要求IoT设备和LN网关联合执行所有LN操作，这进而保护双方的资金。具体来说，我们建议对LN的比特币公钥和私钥及其承诺点进行阈值化。通过这些和其他几个协议级别的更改，物联网设备可以免受撤销状态广播，共谋和赎金攻击。我们通过更改LN的源代码实现了所提出的协议，并使用Raspberry Pi对其性能进行了全面评估。我们的评估结果表明，与协议相关的计算和通信延迟可以忽略不计。据我们所知，这是第一个在LN中实现门限密码的工作。
2021-05-28 cs.CR
Quantum Encryption Resilience Score (QERS) for MQTT, HTTP, and HTTPS under Post-Quantum Cryptography in Computer, IoT, and IIoT Systems
Luleå University of Technology（吕勒奥理工大学）
本文提出QERS评分系统，用于评估MQTT、HTTP和HTTPS在后量子密码学环境下的性能与安全韧性，通过实验发现MQTT效率最高，HTTPS安全韧性最佳但资源消耗更高。
2026-01-19 cs.CR cs.NI
LNGate$^2$: Secure Bidirectional IoT Micro-payments using Bitcoin's Lightning Network and Threshold Cryptography
针对物联网设备无法直接部署比特币闪电网络的问题，提出基于门限密码学的委托协议，通过不可信网关实现安全双向小额支付，经实验验证性能优异，为首个在闪电网络中落地门限密码学的方案。
2023-07-19 cs.CR
Providing a hybrid cryptography algorithm for lightweight authentication protocol in RFID with urban traffic usage case
如今，物联网（IoT）是通过通信网络实现信息连接和传输的新兴技术之一。物联网的主要思想是广泛存在的对象，如移动设备，传感器和RFID。随着城市交通量的增加，现有的基于物联网的智能城市交通管理系统可能至关重要。因此，本文重点研究了基于RFID的城市交通安全问题。在我们的方案中，RFID标签被选为本文的研究对象。在本文中，我们提出了一个相互认证协议，导致基于混合密码的隐私。此外，提出了一种可以高速读取的RFID标签的认证过程。该协议试图降低计算的复杂性。同时，该方法可以抵御欺骗标签和阅读器，标签跟踪和重放攻击。
2021-04-15 cs.CR
A Secured Protocol for IoT Networks
过去的研究人员已经表明，对称密钥加密通常被认为是不可行的，并且公钥密码学有时无法为数据提供足够的安全性和完整性。与这种偏见相反，我们的论文提出了一种新的方法，建立安全的数据，通过加密技术，如RSA，更重要的是，它确定了一个随机路径路由消息从源到目的地，并确保数据包安全地传递，即使当中间结点被攻击，通过确定源和目的地之间的替代路径。
2020-12-22 cs.CR
A lightweight cryptography (LWC) framework to secure memory heap in Internet of Things
设备的广泛联网和物联网（IoT）产生的大量数据已经引起了研究人员的注意。Java是物联网、无线传感器网络（WSN）、近场通信（NFC）和射频识别（RFID）等嵌入式应用最常用的平台。Java、SWIFT、PHP和C++等对象程序设计语言在对象运行后使用垃圾回收，这为下一个内存地址占用（NMAO）、内存重放、学习任务行为（LTB）等攻击提供了安全漏洞。当攻击超出目标设备到周围连接的设备时，物联网的安全风险会增加。不适当或错误的操作会导致能量损失和成本增加。本文提出了一种保护物联网系统运行免受内存堆渗透和地址修改攻击的安全方法。该方法通过在运行时间加密对象垃圾回收来防止定向攻击。为了形成唯一的签名机制，加密哈希函数（CHF）采用特定的单向哈希算法。该框架使用基于L函数的ECC和一次性密钥（OTK）来保护内存堆。我们的方法用于开放系统，其中不考虑对操作系统的影响。事实证明，所提出的方法是强大而有效的，可以通过更好地检测恶意攻击来帮助在多个物联网应用程序中实现更高级别的安全性。
2020-11-20 cs.CR
Post-Quantum Cryptography for Internet of Things: A Survey on Performance and Optimization
该综述调研了资源受限物联网设备中后量子密码学（PQC）的性能现状，梳理了相关优化方案，发现PQC适配适度轻量级物联网具备可行性但优化缺乏标准化，建议未来研究协同推进以保障后量子时代物联网的高效安全迁移。
2024-01-31 cs.CR
Analysis of Post-Quantum Cryptography in User Equipment in 5G and Beyond
本文在5G仿真环境中评估NIST抗量子密码算法在UE间通信的性能，发现ML-KEM与ML-DSA组合最适合延迟敏感应用，而SPHINCS+和HQC开销过高。
2025-07-22 cs.CR cs.NI cs.PF
An Energy-Efficient Configurable Lattice Cryptography Processor for the Quantum-Secure Internet of Things
本文提出了一种可配置的格型密码处理器，它可以为物联网实现抗量子安全协议。高效的采样架构与低功耗SHA-3内核相结合，可实现比软件高两个数量级的节能。提出了一种基于单端口RAM的NTT结构，该结构节省了约124 k门面积。这是第一个ASIC实现，它演示了为NIST后量子标准化提出的多个基于格的协议。
2019-03-11 cs.CR
Physical Unclonable Functions (PUF) for IoT Devices
物理不可克隆功能（PUF）最近吸引了工业界和学术界的兴趣，作为一种潜在的替代方法，以保护物联网（IoT）设备免受使用传统密码术的更传统的基于计算的方法的影响。PUF是轻量级安全性的有前途的解决方案，其中IC的制造波动过程用于提高物联网的安全性，因为它提供了低复杂度的设计并保持了保密性。它提供了更少的计算资源成本，这防止了高功耗，并且可以在现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）中实现。在本次调查中，我们全面回顾了PUF的最新技术，其架构，协议和物联网安全性。
2022-05-17 cs.CR
I2PA : An Efficient ABC for IoT
物联网（IoT）由于其承诺而非常有吸引力。然而，它也带来了许多挑战，主要是隐私保护和轻量级密码学问题。到目前为止，已经设计了许多方案，但没有一个方案同时考虑到这些方面。在本文中，我们提出了一个有效的ABC计划的物联网设备。我们使用ECC没有配对，盲签名和零知识证明。我们的方案支持块签名，选择性披露和随机化。它提供了数据最小化和事务的不可链接性。我们的建设是高效的，因为可以使用更小的密钥大小和计算时间可以减少。因此，它是物联网设备的合适解决方案，其特点是三个主要限制，即低能耗，小存储容量和低计算能力。
2019-04-17 cs.CR
Security analysis of two lightweight certificateless signature schemes
无证书密码学可以被认为是克服传统公钥基础设施（PKI）和基于身份的公钥密码学（ID-PKC）中存在的问题的中间解决方案。在文献中存在大量的无证书签名（CLS）方案;然而，它们中的大多数都不足以有效地用于诸如物联网（IoT）或医疗无线传感器网络（HWSN）等资源有限的环境。最近，Karati等人和Kumar等人提出了两种轻量级CLS方案，分别用于物联网和HWSN。虽然这两个方案都声称是存在不可伪造的，在本文中，我们表明，这两个签名可以很容易地伪造。更具体地说，它表明，1）在Karati等人。的计划，类型1对手，认为在无证书密码学，可以产生一个有效的部分私钥对应于任何用户的选择，因此，它可以伪造任何用户的签名，其选择的任何消息，和2）在Kumar等人。的方案，这两种类型的对手被认为是在无证书密码学能够伪造任何签名者的签名上的任意消息。
2019-09-24 cs.CR
Evaluating Post-Quantum Cryptographic Algorithms on Resource-Constrained Devices
本文研究了在资源受限的IoT设备上部署后量子密码算法的可行性，基于Raspberry Pi平台实现了三种PQC算法并结合liboqs与mbedTLS开发了量子安全密钥交换协议，实验证明在受限硬件上集成PQC算法切实可行。
2025-07-11 cs.CR cs.ET
IoT Security Challenges and Mitigations: An Introduction
物联网在社会中的使用可能已经无处不在，巨大的攻击面为恶意行为者提供了多种机会。这篇简短的论文首先介绍了物联网及其安全问题，包括物联网层模型和拓扑结构，物联网标准化工作和协议的概述。然后重点转移到物联网漏洞和具体的缓解建议。这项工作的目标受众是那些相对较新的物联网，但与现有的网络相关的知识。得出的结论是，设备资源限制和缺乏物联网标准是重要的问题。存在研究机会来开发高效的物联网IDS和节能的加密技术，这些技术足够轻巧，可以合理部署。对标准化协议和基于通道的安全解决方案的需求是明确的，并得到立法指令的支持，以确保高标准，防止设备制造方面的成本削减。
2021-12-29 cs.CR cs.NI
Electromagnetic Analysis of an Ultra-Lightweight Cipher: PRESENT
侧信道攻击是密码学中不可预测的风险因素。因此，持续观察物理泄漏对于最大限度地减少与加密功能相关的漏洞至关重要。轻量级密码学是一种面向物联网（IoT）安全的新方法。因此，它将在这样一个受限的生态系统中提供足够的数据和隐私保护。物联网设备在数据率（以kbps为单位）、电源可维护性（电池）以及硬件和软件占用空间（物理大小、内部存储器、RAM/ROM）方面资源有限。由于处理传统密码算法的困难，轻量级密码由小的密钥大小、块大小和很少的操作轮组成。与过去不同的是，使用廉价的电子电路来执行侧信道攻击的可负担性正在成为现实。因此，在这些新兴的密码的物理泄漏的密码分析是至关重要的。在现有的研究中，功率分析似乎在研究中得到了足够的重视，而其他方面，如电磁，定时，缓存和光学攻击继续进行适当的评估，在法医分析中发挥作用。因此，我们开始分析超轻量级分组密码PRESENT的电磁辐射泄漏。根据文献，PRESENT承诺适用于物联网设备，并且似乎仍然不存在任何关于其相关电磁分析（CEMA）的工作。首先，我们在时域和频域进行了简单的电磁分析，然后进行CEMA攻击建模。本文总结了相关文献（物联网、轻量级密码学、侧信道攻击和EMA）、我们的方法、当前成果以及优化结果的未来计划。
2021-06-29 cs.CR
Benchmarking Post-Quantum Cryptography in Lightweight Virtualization Environments on Embedded Hardware
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Fraunhofer AISEC（弗劳恩霍夫AISEC研究所）；CarByte Engineering GmbH（CarByte工程有限公司）
本研究在嵌入式ARM硬件上对比原生、容器和单内核三种环境下的后量子密码性能，发现虚拟化开销与密码成本成反比，算法选择对昂贵方案性能影响最大。
2026-09-22 cs.CR
A Framework for Post Quantum Migration in IoT-Based Healthcare Systems
University of Wyoming（怀俄明大学）；University of New South Wales (UNSW)（新南威尔士大学）；University College Cork (UCC)（科克大学）；Concordia University of Edmonton（埃德蒙顿协和大学）
本文提出一个综合迁移框架，通过分阶段混合方法与加密敏捷性，帮助物联网医疗系统向抗量子加密过渡，重点考虑资源受限设备和互操作性挑战。
2026-04-16 cs.CR
Securing IoT Devices in Smart Cities: A Review of Proposed Solutions
本文针对智慧城市中物联网设备资源有限、易受攻击且安全影响范围广的问题，综述了轻量级密码学、PUFs、区块链三类设备级安全方案的优劣，指出需更实用可扩展的资源高效安全机制。
2025-10-01 cs.CR
Advances in Security in Computing and Communications
在物联网（IoT）时代，随着全球电子数据量的爆炸性增长，以及对处理、分析和存储如此庞大的数据量的相关需求，通过设计用于安全认证、完整性保护、加密和不可否认性的新颖方案，在保护敏感数据的隐私和保护系统方面面临着若干新的挑战。轻量级对称密钥加密和自适应网络安全算法是缓解这些挑战的需求。这本书介绍了一些国家的最先进的研究工作，在密码学和安全领域的计算和通信。它是研究人员，工程师，从业人员，毕业生和博士生谁是在加密，网络安全，物联网（IoT）的安全和隐私问题领域工作的知识的宝贵来源。它也将对研究生院和大学的教员有用。
2017-07-29 cs.CR
Smooth Number Message Authentication Code in the IoT Landscape
本文提出了适用于轻量级物联网设备的光滑数消息认证码（SNMAC），基于密码学中的光滑数提升算法的安全性与性能，实验验证了其在真实场景中的效率与鲁棒性。
2023-10-21 cs.CR
Comparative Analysis of Impact of Cryptography Algorithms on Wireless Sensor Networks
密码技术对于系统的健壮和稳定的安全设计至关重要，以减轻外部攻击的风险，从而提高其效率。无线传感器网络（WSNs）在传感、监控、处理和积累原始数据方面发挥着关键作用，以增强其连接的执行器、微控制器、嵌入式架构、物联网设备和计算机的性能。面对如此多的潜在对手的威胁，在不影响无线传感器网络无缝数据汇集和与中继设备通信的主要目标的情况下，提高无线传感器网络的安全级别是至关重要的。本文旨在探讨这一领域过去和正在进行的研究活动。本文对这些算法进行了广泛的研究和分析。基于这些研究结果，本文将说明最好的密码算法，这将是最适合实现的无线传感器网络的安全方面，保护它免受任何威胁，并减少其漏洞。这项研究将为今后关于这一专题的研究铺平道路，因为它将提供一个全面和整体的观点。
2021-07-05 cs.CR
Secure Lightweight Authentication for Multi User IoT Environment
物联网（IoT）为网络物理系统的稳健和可持续部署提供了大量新机会。任何物联网系统的基石都是传感设备。这些传感设备具有相当大的资源限制，包括电池容量、CPU能力和物理安全性不足。由于这样的资源限制，设计轻量级密码协议是一个机会。远程用户身份验证可确保双方建立安全且持久的会话密钥。该研究提出了一种用于用户网关（U GW）物联网网络模型的轻量级安全认证策略。所提出的系统是利用椭圆曲线密码（ECC）设计的。我们使用互联网安全协议自动验证（AVISPA）和Burrows Abadi Needham（BAN）逻辑工具进行正式的安全分析，并使用Delev Yao通道进行信息安全评估。我们使用基于发布/订阅的消息传输远程传输（MQTT）协议进行通信。此外，性能分析和安全特性的比较表明，所提出的方案是众所周知的密码威胁的弹性。
2022-07-21 cs.CR
Crypto-RV: High-Efficiency FPGA-Based RISC-V Cryptographic Co-Processor for IoT Security
Nara Institute of Science and Technology（奈良先端科学技术大学院大学）；University of Information Technology（信息工程大学）；Vietnam National University（越南国立大学）；Le Quy Don Technical University（黎贵敦技术大学）
Crypto-RV是一种基于FPGA的RISC-V加密协处理器，通过统一支持多种加密算法，实现高效、低功耗的物联网安全加密处理。
2026-02-04 cs.AR cs.CR
Smart-Lock Security Re-engineered using Cryptography and Steganography
在电子商务、社交媒体和信使机器人兴起之后，在连接事物、小工具和设备的领域，即物联网（IoT），取得了快速发展。在快节奏的生活方式中，传统机械锁很难维护多把钥匙。电磁智能锁是解决这一问题的一种可能方案。为了将智能锁与钥匙连接，可以使用蓝牙低功耗（BLE）协议。BLE协议易受中间人（MITM）攻击。确保BLE的安全性是一个持续的挑战。本文旨在分析BLE的MITM漏洞，并为设计具有更高安全级别的智能锁开发一种可能的解决方案。实验结果表明，图像隐写术和密码学的结合有助于克服BLE协议的漏洞。
2019-01-18 cs.CR
Quantum Threat in Healthcare IoT: Challenges and Mitigation Strategies
本章分析量子计算对医疗 IoT 加密与患者安全的威胁，介绍 PQC、QKD 等抗量子方案及其在资源受限设备中的集成挑战与适用选择。
2024-12-08 cs.CR
Software-based Security Framework for Edge and Mobile IoT
提出一种基于轻量级密码学的软件安全框架，通过集成Edge服务器和中央Name Server实现去中心化认证，平衡IoT设备的安全鲁棒性与能效。
2024-04-09 cs.CR cs.DC
Engel p-adic Isogeny-based Cryptography over Laurent Series: Foundations, Security, and an ESP32 Implementation
针对后量子密码在物联网微控制器上的紧凑性与效率难题，提出首个基于p进洛朗级数Engel展开的超奇异椭圆曲线同构框架，实现小尺寸公钥与嵌入式高效运算。
2025-11-25 cs.CR cs.IT math.IT
Mobile Energy Requirements of the Upcoming NIST Post-Quantum Cryptography Standards
后量子密码学（PQC）的标准化由NIST于2016年启动，并已进入第二轮淘汰赛。即将推出的标准旨在取代（或补充）所有目标上的当前RSA和椭圆曲线加密（ECC），包括轻量级，嵌入式和移动系统。我们提出了一个能源需求分析的基础上广泛的测量PQC候选算法的Cortex M4为基础的参考平台。我们涉及PQC算法的计算（能源）成本的数据传输成本，预计将增加新类型的公钥和密文消息。PQC算法的能量、带宽和延迟需求跨越几个数量级，这足以影响电池寿命、用户体验和应用协议设计。根据我们的发现，我们提出了物联网和移动系统中PQC算法使用的指标和指南。我们的证据支持这样一种观点，即快速结构化晶格PQC方案在大多数用例中是云连接移动设备的首选，即使每比特数据传输能量成本相对较高。
2020-04-14 cs.CR cs.PF
Efficient and Secure Group Key Management in IoT using Multistage Interconnected PUF
面向群组的安全通信对于物联网（IoT）中的广泛应用至关重要。随着物联网技术的发展，与放置在隐私敏感环境中的基于物联网的应用中的面向组的通信相关的安全问题已经成为主要关注点。不幸的是，许多IoT设备被设计为便携式和轻量的;因此，它们的功能（包括安全模块）受到有限的能量资源（例如，电池容量）。为了解决这些问题，我们提出了一个组密钥管理方案的基础上一个新的物理不可克隆功能（PUF）的设计：多级互连PUF（MIPUF），以确保在能量受限的环境中的组通信。我们的设计能够安全有效地执行密钥管理任务，如密钥分发，密钥存储和密钥更新。我们表明，我们的设计是安全的，对多种攻击方法和我们的实验结果表明，我们的设计节省了47.33%的能源全球相比，最先进的椭圆曲线密码（ECC）为基础的密钥管理方案平均。
2018-08-02 cs.CR
Comments on a recently proposed Privacy Preserving Lightweight Biometric Authentication System for IoT Security
在本文中，我们表明，最近发布的轻量级适应指纹匹配算法称为细节特征识别码可能是不安全的入侵者可能能够非法但成功地验证自己的系统正在考虑。我们还表明，轻量级的适应有其他隐私相关的漏洞，使其不适合用于生物识别。我们明确表示，我们既不调查也不评论原始细节编码算法本身的安全性，而是强调轻量级适应的漏洞。在这个过程中，我们提供了一个高层次的概述单向函数在密码学和生物识别中的作用，为上述轻量级算法及其不足之处提供了一个背景。
2019-10-12 cs.CR
SoK of Used Cryptography in Blockchain
区块链的基础是密码学和密码学概念，提供可靠和安全的分散解决方案。尽管最近的许多论文研究了区块链在不同工业领域的用例，如金融，医疗保健，法律关系，物联网，信息安全和共识建立系统，但只有少数研究仔细研究了区块链中使用的加密概念。据我们所知，没有知识系统化（SoK）可以完整地描述已经部署或有可能部署在区块链中的现有加密概念。在本文中，我们全面回顾并系统化了区块链中已经使用的所有加密概念。此外，我们还列出了一些尚未应用但有很大潜力改进当前区块链解决方案的加密概念。我们还包括区块链领域中这些加密概念的可能实例。最后但并非最不重要的是，我们明确假设了21个对区块链感兴趣的密码学家可以解决的挑战性问题。
2019-09-02 cs.CR cs.IT cs.NI
Public-Key Based Authentication Architecture for IoT Devices Using PUF
如今，物联网（IoT）是计算世界中的一个热门话题。值得注意的是，物联网设备具有严格的设计要求，通常被称为受限设备。因此，轻量级的安全技术和原语更适合于这样的设备，例如，静态随机存取存储器（SRAM）、物理不可克隆函数（PUF）和椭圆曲线加密（ECC）。SRAM PUF是一种内在安全原语，在物联网领域得到了广泛采用。ECC是一种公钥算法技术，在受限物联网设备中越来越受欢迎。这种流行是由于与其他公钥技术（如RSA（Rivest Shamir Adleman））相比，使用了更小的操作数。本文介绍了基于SRAM PUF技术和ECC的特定于应用的安全通信架构的设计、开发和评估，该架构适用于受限物联网设备。更具体地说，它引入了一种基于椭圆曲线Diffie-Hellman（ECDH）公钥的加密协议，该协议利用PUF导出的密钥作为硅认证的信任根。并提出了一种支持该协议的模块化硬件结构设计。最后，分析的实用性以及所提出的协议的可行性，我们证明了解决方案的原型和验证的协议变体上的商业Xilinx Zynq-7000 APSoC设备。
2020-02-04 cs.CR
Enhancing AES Using Chaos and Logistic Map-Based Key Generation Technique for Securing IoT-Based Smart Home
物联网（IoT）为人类和机器通过互联网相互通信带来了新的方式。虽然传感器驱动的设备在很大程度上缓解了我们的日常生活，但大多数物联网基础设施一直面临安全挑战。自物联网出现以来，轻量级块密码一直是智能和基于传感器的应用的更好选择。当公钥基础设施在全球范围内占据主导地位时，诸如高级加密标准（AES）的对称密钥加密显示出与灵巧家庭物联网设备一起使用的巨大前景。如所调查的，混沌驱动的逻辑映射显示出巨大的潜力，以确保物联网对齐的实时数据通信。与基于混沌的调度技术同步的逻辑映射的不可预测性和随机性特征可以为构建用于数据机密性、可用性和完整性的特定动态密钥传播技术铺平道路。受AES和混沌密码学安全前景的启发，本文提出了一种基于三维S盒的密钥调度技术。逻辑地图算法已被纳入，以提高安全性。所提出的方法适用于轻量级物联网设备，如灵巧家庭电器。这项工作确定了在信息传输之前，看似混乱的情况如何加速所需的密钥启动。所提出的模型进行评估的基础上所需的智能家居传感器设备的密钥生成延迟。
2022-03-30 cs.CR
Quantum-Edge Cloud Computing: A Future Paradigm for IoT Applications
本文提出融合量子计算、边缘计算与云计算的QECC范式，结合孟加拉国三类物联网场景数据与案例，验证其在安全、延迟和扩展性上的优势。
2024-05-08 cs.CR
Pretty Modular Symmetric Encryption (PMSE), compact algorithm for ''embedded cryptography'' with quite low computational cost
如今，物联网系统之间共享的数据存储必须从8位到64位处理器系统进行保护。现有的对称加密算法有AES（Advanced Encryption Standard）、RC4、Blowfish等。本文结合对称加密算法的思想，提出了一种8位加密算法。其目的是提供一种有效的，模块化的和紧凑的算法，能够倾向于真正的随机一次一密的加密质量，即使是大的数据流量。该算法结合了一个发散多项式的实现与可变系数的伪随机密钥生成，可变位交换和逐位操作的数据，并使用一个或两个密码。对加密进行了统计学评估，对图像加密进行了测试，并与同一数据上的一次性密码进行了比较。三个实现已经分别在C，JavaScript和GNU Octave中进行了测试。加密时间性能与AES在8位架构上进行了比较：Arduino Uno（ATmega328）微控制器。一个新的概念，自我解密的Web加密对象，称为Blocksnet也提出和测试的紧凑和嵌入式PMSE算法的潜在应用。
2019-05-17 cs.CR
LAKEE: A Lightweight Authenticated Key Exchange Protocol for Power Constrained Devices
物联网网络的快速发展导致了为其设计有效安全功能的研究趋势。由于物联网设备的功率受限性质，安全功能应尽可能保持轻量级。目前，大多数物联网网络流量都是未加密的。智能设备未加密数据的泄露可能会带来隐私泄露的巨大成本。为了使安全信道具有加密流量，网络中的两个端点必须相互验证并计算短期密钥。然后，它们可以通过经过身份验证的安全信道进行通信。这个过程被称为认证密钥交换（AKE）。虽然数据报传输层安全（DTLS）为物联网网络提供了一个AKE协议，但研究已经提出了更有效和更具体的替代方案。本文介绍了LAKEE，一个简单的，轻量级的物联网AKE协议。我们的协议采用椭圆曲线密码产生一个短期的会话密钥。它减少了其替代方案的通信和计算开销，同时保持或提高其安全强度。我们的协议的简单性和低开销，使它适合网络的受限设备。
2022-10-28 cs.CR
Developing and Evaluating Lightweight Cryptographic Algorithms for Secure Embedded Systems in IoT Devices
University of Chadli Bendjedid, Faculty of Sciences & Technology（查德利本杰迪德大学，科学与技术学院）
本文提出基于Feistel网络架构的新型轻量级加密算法，通过FPGA验证其在物联网等资源受限环境中的安全性和性能。
2026-01-06 cs.CR
Towards Secure IoT: Securing Messages Dissemination in Intelligent Traffic Systems
几年前，物联网中的汽车领域被视为理论概念，今天我们已经看到了不仅无人驾驶汽车的可能性，而且物联网在智能车辆中的应用，包括停车，维护环境，保护生命和平滑车辆运动。我们意识到迫切需要在车载自组织网络（VANET）中使用简单高效的安全协议来实现网络节点的快速移动，并利用沿途基站网关的存在将协议继承到不同的VANET中，这将减少通信开销时间的初始化和每次节点传递到新基站区域时的安全密钥初始化。本文将传感器网络中的安全协议应用到VANET中，实现了VANET的安全通信，仿真分析表明，VANET实现了实际的安全通信，并可以继承到其他子VANET中。本文的贡献是增强拟议的协议，尽可能少的密码计算开销，使其适用于使用安全原语的VANET的高移动性的性质;这保证了安全性，同时允许快速认证车辆通过一个VANET到下一个取决于其在交通网络中的方向。
2019-07-23 cs.CR
High-Security Hardware Module with PUF and Hybrid Cryptography for Data Security
针对工业4.0背景下制造业网络攻击（如中间人攻击）威胁数据安全的问题，研究提出搭载PUF认证与混合加密的FPGA基HSM方案，提升了工业网络安全指标，保障工业机器关键数据安全。
2024-09-16 cs.AR cs.CR
EBAKE-SE: A Novel ECC Based Authenticated Key Exchange between Industrial IoT Devices using Secure Element
工业物联网（IIoT）旨在增强制造业和产品加工等各个行业提供的服务。IIoT面临着各种挑战，安全性是其中的关键挑战之一。身份验证和访问控制是任何基于工业物联网（IIoT）的工业部署的两个显著挑战。任何基于物联网的工业4.0企业都可以在数百个微型设备（如传感器、执行器、雾设备和网关）之间设计网络。因此，在传感设备或传感设备与用户设备之间阐明安全认证协议是物联网安全的重要步骤。在本文中，首先，我们提出了基于证书的方案的密码分析Das等人提出的类似的环境，并证明他们的计划是脆弱的各种传统的攻击，如设备匿名，MITM，和拒绝服务。然后，我们提出了一个设备间的认证方案，使用ECC（椭圆曲线密码），是高度安全和轻量级的相比，其他计划类似的环境。此外，我们提出了一个正式的安全性分析，使用随机预言机的ROR模型和非正式的安全性分析在Doleve-Yao通道。在本文中，我们提出了建议的计划与现有的计划的通信成本，计算成本和安全指标的基础上的比较，证明建议EBAKE-SE是高效，可靠，值得信赖的其他现有的计划相比，设备间认证。最后，我们给出了一个使用MQTT协议的EBAKE-SE的实现
2022-07-27 cs.CR
Quantum-Resilient Secure Protocol for Decentralized Edge-IoT Peer-to-Peer Energy Trading Systems
Central Queensland University（中昆士兰大学）；Royal Melbourne Institute of Technology University（皇家墨尔本理工大学）
针对量子计算对边缘物联网P2P能源交易的安全威胁，提出结合CRYSTALS-Kyber与Hedera Hashgraph的抗量子会话密钥协议，性能与安全性优于现有方案，助力去中心化能源市场发展。
2026-10-14 cs.CR
Systematic Review of Lightweight Cryptographic Algorithms
UiT, The Arctic University of Norway（挪威北极大学）
本文系统回顾了轻量加密算法，分析其在物联网、RFID和无线传感器网络等领域的适用性及性能、安全、能耗和成本的比较。
2026-02-16 cs.CR
Post-Quantum Cryptography and Quantum-Safe Security: A Comprehensive Survey
Texas State University（德克萨斯州立大学）
本文综述后量子密码学的发展，涵盖各类密码家族的分类、性能比较、硬件加速及部署应用，强调量子安全系统的实际应用与挑战。
2026-06-05 cs.CR
