Low-Power IoT Communication Security: On the Performance of DTLS and TLS 1.3
与互联网上的其他地方类似，物联网（IoT）中的实际安全性是通过组合一系列机制来实现的，这些机制在协议栈的所有层、系统软件和硬件中工作。通常建议使用数据报传输层安全（DTLS 1.2）和传输层安全（TLS 1.2）等标准协议来保护与物联网设备之间的通信。最近，TLS 1.3标准发布，DTLS 1.3正处于标准化的最后阶段。在本文中，我们概述了这些协议的1.3版本，并在基于低功耗微控制器的真实物联网设备上首次对这些协议的不同实现和各种配置进行了实验性比较性能分析。我们展示了不同的实现如何导致不同的妥协。我们测量和比较空中字节数、内存占用和能耗。我们表明，当DTLS/TLS 1.3比DTLS/TLS 1.2需要更多资源时，这种额外的开销是相当合理的。我们还观察到，在某些配置中，DTLS/TLS 1.3实际上减少了开销和资源消耗。总而言之，我们的研究表明，仍然有空间来优化这些协议的现有实现。
2020-12-10 cs.CR cs.NI
Bidirectional TLS Handshake Caching for Constrained Industrial IoT Scenarios
针对工业物联网资源受限问题，提出BiTHaC双向TLS握手缓存方法，利用握手静态部分减少冗余传输与计算，在wolfSSL中实现带宽降低61.1%、计算开销降低8.5%，保持安全保证。
2025-08-05 cs.CR cs.NI
LURK-T: Limited Use of Remote Keys With Added Trust in TLS 1.3
针对CDN等场景下TLS凭证共享的安全问题，提出可证明安全的LURK-T框架，将TLS 1.3服务器端解耦为TEE内的加密服务与引擎，适配多种部署，基于Intel SGX与OpenSSL实现，1MB以上文件服务无明显开销，且通过形式化安全验证。
2025-05-21 cs.CR
Operationalising Post Quantum TLS Automated Configuration Profiling and Hybrid PQC Deployment in Financial Infrastructure
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；College of Computing and Data Science, Nanyang Technological University（南洋理工大学计算与数据科学学院）；PQStation；OCBC Bank（华侨银行）
本文提出了一种配置解析方法，用于自动提取和标准化主流企业Web服务器堆栈中的TLS加密态势，生成统一的、可追溯的加密库存，为迁移和合规提供基础。通过在8,443个真实世界Nginx配置和金融机构的POC部署中验证，展示了MLKEM和混合MLKEM密钥交换在TLS终止点的安全性，且无需应用层更改和可控的性能开销。
2026-05-18 cs.CR
U2Fi: A Provisioning Scheme of IoT Devices with Universal Cryptographic Tokens
配置是物联网设备整个生命周期的起点。物联网设备的传统配置方法面临着几个问题，无论是关于用户体验还是隐私收集。此外，由于资源有限和在线时间长，物联网设备容易受到不同程度的攻击。在本文中，我们提出了U2Fi，这是一种用于物联网设备的新型配置方案。我们提供了一种解决方案，使在分发过程中受到云信任的U2F设备通过WiFi或其侧通道来配置新的物联网设备。此外，后续的设备设置修改、设置更新和所有者转移也可以通过使用已经被信任的U2F设备来执行，以提高安全性并提供更好的用户体验。这可以为物联网中一些有价值的新应用场景提供有用的用户友好性，例如智能酒店。用户只需将通用加密令牌插入安全网关，并通过按下令牌上的用户存在按钮进行授权，即可将智能设备的整个认证迁移到新的站点。此外，相关的解绑定过程也可以通过由密码令牌签名的单个密码操作来完成。
2019-06-14 cs.CR
A Scenario-Based Evaluation of CRQC+AI Vulnerability Spectrum for TLS 1.3 Cryptographic Dependencies
EnQuanta；MOYA Technologies, Inc.（MOYA科技有限公司）；Lab33
本文基于四场景能力模型评估TLS 1.3密码依赖项的CRQC+AI漏洞谱，明确NIST算法未被破解，提出PQC迁移强制要求及相关补充措施。
2026-08-26 cs.CR
Performance Evaluation of Cryptographic Ciphers on IoT Devices
随着物联网（IoT）的出现和基于应用程序的处理器的使用越来越多，需要在一些广泛使用的物联网硬件架构上检查安全基础设施。当今世界的应用正在向物联网概念发展，因为这使它们快速，高效，模块化和面向未来。然而，这导致了更大的安全风险，因为物联网设备在共存和互连的生态系统中蓬勃发展。由于这些安全风险，在这些设备上测试现有的加密密码并确定它们在执行时间和存储器消耗效率方面是否可行是至关重要的。确定是否需要为这些设备开发新的轻量级加密密码也很重要。本文希望通过在不同的基于物联网的设备上测试各种加密解密技术来实现上述目标，并针对各种不同的数据大小对这些设备之间的执行速度进行比较。关键词-物联网（IoT）、基于应用的处理器、安全性、加密解密、速度、效率
2018-12-05 cs.CR
An Energy-Efficient Reconfigurable DTLS Cryptographic Engine for End-to-End Security in IoT Applications
本文提出了一种可重配置的加密引擎，它实现了DTLS协议，以实现物联网的端到端安全性。DTLS引擎的这种实现表明，与软件相比，代码大小减少了10倍，能源效率提高了438倍。与软件和最先进的硬件相比，我们的ECC原语的能效分别高出237倍和9倍。将DTLS引擎与片上RISC-V配对，使我们能够演示DTLS之外的应用，节省高达2个数量级的能源。
2019-03-11 cs.CR
Analysis of lightweight cryptographic solutions for authentication in IoT
目前，特别注意的情况下，需要与异构的计算和通信能力的设备的互连。这是必不可少的，因为许多这些方案提供了关键的服务，如医疗健康，支付系统，军事，访问控制，电子银行等，在这些网络的设计和部署的阶段集成安全服务。这项工作分析了几个密码原语实体认证提供强大的解决方案，根据设备的能力。
2022-08-06 cs.CR
Accelerating HQC for Post-Quantum TLS 1.3 on x86 IoT Gateways
School of Cyber Security, Korea University（韩国大学网络安全学院）；School of Mathematics, Statistics and Data Science, Sungshin Women’s University（圣心女子大学数学、统计与数据科学学院）；SmartM2M
该研究针对x86物联网网关优化HQC算法并集成到TLS 1.3，通过AVX2、AVX-512及GFNI等技术加速，显著提升了HQC的密钥生成、封装、解封装速度，降低了TLS握手延迟，明确了受限链路上HQC握手成本的决定因素。
2026-10-21 cs.CR
FocusST Solution for Analysis of Cryptographic Properties
为了系统地分析分布式系统的密码学性质，需要一种形式化的理论。在本文中，我们提出了一个理论，允许（1）正式指定分布式系统，（2）验证其密码wrt。组合属性，以及（3）自动证明指定系统组件的语法接口的正确性。为了证明这种方法的可行性，我们使用了一个典型的例子，从域的基于密码的系统：一个变种的互联网安全协议TLS。使用半自动定理证明器Isabelle/HOL发现了TLS规范初始版本中的安全漏洞。
2018-07-05 cs.CR cs.SE
Multi-level trust-based intelligence schema for securing of internet of things (IoT) against security threats using cryptographic authentication
物联网（IoT）能够提供对链接的、通用的和智能的节点的预测，这些节点在提供服务时具有自主交互。由于物联网事物的广泛开放性、相对较高的处理能力和广泛分布，它们是灰洞攻击的理想选择。在灰洞攻击中，攻击者将自己伪装成到达目的地的最短路径。这会导致路由数据包无法到达目的地。该方法基于AODV路由协议，并以MTISS-IoT名称提出，这意味着使用校验节点信息减少灰洞攻击。本文提出了一种基于密码认证的混合方法。提出的方法包括四个阶段，如验证物联网中的节点信任，测试路由，灰洞攻击发现，并在MTISS-IoT恶意攻击消除过程。该方法是通过在NS-3环境中进行广泛的模拟评估。四个场景的实验结果表明，MTISS-IoT方法可以实现14.104%的误报率，17.49%的误报率，以及94.5%的检测率灰洞攻击发起。
2020-01-15 cs.CR
Microbenchmarking Cloud Cryptographic Workloads for Privacy-Preserving Healthcare IoT
Embry–Riddle Aeronautical University（埃默里-里德尔航空大学）；Texas A&M University - Central Texas（德克萨斯农工大学中央德州分校）
本研究通过微基准测试评估了AWS和Azure上FaaS与KMS集成环境中加密工作负载的性能，分析了CPU架构、编程语言、内存配置等因素，为医疗物联网应用找到了优化配置。
2026-05-22 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
TLoRa: Implementing TLS Over LoRa for Secure HTTP Communication in IoT
本研究提出TLoRa架构，通过整合TCP隧道与完整TLS 1.3握手，借助终端集线器和网络中继器在LoRa上实现端到端安全HTTPS通信，经真实硬件验证可快速建立会话并完成请求，是首个相关完整实现与评估工作。
2025-10-02 cs.CR cs.NI
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
Usable Security for an IoT OS: Integrating the Zoo of Embedded Crypto Components Below a Common API
物联网设备在支持加密的硬件方面存在很大差异，从没有硬件支持到支持包括受保护密钥存储在内的众多操作的强大加速器。操作系统应该提供对这些异构硬件特征的统一访问，这在资源受限的IoT中是一个特殊的挑战。有效的安全性依赖于加密接口的可用性。一个深思熟虑的API设计是具有挑战性的，它有利于重用这样的接口，并广泛分享编程嵌入式安全的知识。在本文中，我们将一个新兴的加密接口集成到物联网操作系统RIOT的可用系统级调用中，该操作系统在240多个平台上运行。此接口支持基于ID的密钥处理，以访问受保护存储中的密钥材料，而不会将其暴露给任何人。我们的设计预见了所有可用变体的硬件加速;我们的实现通过统一接口集成了各种加密硬件和软件后端。我们的性能测量表明，与单独的加密操作相比，具有集成密钥管理的统一API的开销可以忽略不计。我们的方法增强了物联网中加密支持的可用性、可移植性和灵活性。
2022-08-24 cs.CR
Prisec II -- A Comprehensive Model for IoT Security: Cryptographic Algorithms and Cloud Integration
针对物联网设备计算能力有限的问题，提出一个包含四级安全加密的模型，并集成云计算优化处理效率，以增强5G网络中的数据安全性和传输效率。
2024-07-23 cs.CR cs.DC
Performance Analysis of TLS for Quantum Robust Cryptography on a Constrained Device
量子计算的进步使得Shor的因式分解算法变得更加容易处理。这威胁到任何密码系统的安全性，因为密码系统通常依赖于因子分解的难度。它还威胁到基于离散算法的方法，例如Diffie-Hellman密钥交换方法。对于一个密码系统，以保持对量子对手的安全，我们需要建立一个硬的数学问题的基础上的方法，这是不受肖尔的算法，并创建后量子密码学（PQC）。虽然高性能计算设备可能能够运行这些新方法，但我们需要研究这些方法在有限功率设备上的运行情况。本文概述了一个评估框架，PQC在受约束的设备，并有助于该地区提供基准的前端运行算法的一个流行的单板低功耗设备。
2022-02-07 cs.CR cs.ET
Finding Security Vulnerabilities in IoT Cryptographic Protocol and Concurrent Implementations
物联网（IoT）由大量通过网络连接的设备组成，这些设备交换大量数据，从而带来新的安全，隐私和信任问题。解决这些问题的一种方法是使用物联网协议的轻量级加密算法来确保数据机密性。然而，这种协议的设计和实现是一项容易出错的任务;实现中的缺陷可能导致破坏性的安全漏洞。在这里，我们提出了一种新的验证方法命名为加密BMC和Fuzzing（EBF），它结合了有界模型检验（BMC）和Fuzzing技术来检查安全漏洞，出现并发实现的并行图形协议，其中包括数据竞争，线程泄漏，算术溢出，内存安全。EBF使用POSIX线程将IoT协议建模为客户端和服务器，从而模拟两个实体的通信。它还采用静态和动态验证，以涵盖系统的状态空间详尽。我们评估EBF对三个基准。首先，我们使用SV-COMP的并发基准测试，并表明它在错误发现方面优于其他最先进的工具，如ESBMC，AFL，Lazy-CSeq和TSAN。其次，我们评估了一个名为WolfMQTT的开源实现。它是一个使用WolfSSL库的MQTT客户端实现。我们发现，\tool检测数据竞争的错误，其他方法是无法找到的。第三，为了证明EBF的有效性，我们复制了OpenSSL和CyaSSL（最近的WolfSSL）库中的一些已知漏洞。EBF可以在最短的时间内检测到错误。
2021-04-27 cs.CR
Verifying Software Vulnerabilities in IoT Cryptographic Protocols
物联网（IoT）是由大量智能设备通过网络连接而成的系统。这些设备的数量正在迅速增加，这创建了一个庞大而复杂的网络，其中包含通过该网络传输的大量数据。一种在传输中保护此数据的方法，即，实现数据机密性的方法是对物联网协议使用轻量级加密算法。然而，这种协议的设计和实现是一项容易出错的任务;实现中的缺陷可能导致破坏性的安全漏洞。攻击者可以利用这些漏洞并影响用户的隐私。存在各种技术来验证软件和检测漏洞。有界模型检验（BMC）和Fuzzing是检验软件系统规范正确性的有效技术。在这里，我们描述了一个框架，称为加密BMC和Fuzzing（EBF）使用组合BMC和Fuzzing技术。我们评估了EBF验证框架的应用案例研究，即，S-MQTT协议，用于检查物联网加密协议中的安全漏洞。
2020-01-27 cs.CR cs.SE
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
Cumulative Message Authentication Codes for Resource-Constrained IoT Networks
在资源受限的物联网网络中，由于MAC输出的大小很大，使用传统的消息认证码（MAC）来提供消息认证和完整性是不可能的。这个问题的一个简单而幼稚的解决方案是采用截断的MAC，其不期望地牺牲密码强度以换取减少的通信开销。在本文中，我们解决这个问题，提出了一种新的消息认证方法称为\textit{Cumulative Message Authentication Code}（CuMAC），其中包括两个不同的程序：\textit{aggregation}和\textit{accumulation}。在聚合中，发送方通过使用系统编码过程从多个MAC的段生成紧凑的认证标签。在累积中，接收器通过收集和验证认证标签来累积底层MAC的密码强度。通过这两个过程，CuMAC使接收器能够在认证标签的处理中实现加密强度和延迟之间的有利权衡。此外，对于一些延迟敏感的消息，这种权衡可能是不可接受的，我们提出了一个变体的CuMAC，我们称之为\textit{CuMAC with Speculation}（CuMAC/S）。除了聚合和累积过程之外，CuMAC/S还使发送方和接收方能够采用推测过程来预测未来的消息值并预先计算相应的MAC段。对于可以可靠推测的消息，CuMAC/S显着降低了MAC验证延迟，而不影响加密强度。我们已经进行了全面的评价CuMAC和CuMAC/S通过仿真和原型实现一个真正的汽车。
2020-10-15 cs.CR
Evaluation of Low-Cost Thermal Laser Stimulation for Data Extraction and Key Readout
最近使用热激光刺激（TLS）的攻击表明，可以从最先进的现场可编程门阵列（FPGA）上的电池支持存储器中提取加密密钥。然而，通常用于这些攻击的专业故障分析显微镜的成本约为50万至100万美元。在这项工作中，我们评估使用一个更便宜的商业激光故障注入站改造与合适的放大器和光源，使TLS。我们证明了TLS攻击是可能的，硬件成本约为10万美元。这将攻击者所需的资源减少了至少五倍。我们展示了两种实际的攻击：从低功耗微控制器的SRAM存储器中提取数据和从20 nm技术的FPGA器件中提取解密密钥。我们的低成本的方法的优点和缺点，然后讨论与传统的故障分析设备的方法相比。总的来说，这项工作表明TLS后台攻击的成本比之前预期的要低得多。
2020-06-11 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
Machine Learning for the Detection and Identification of Internet of Things (IoT) Devices: A Survey
Shenzhen University（深圳大学）；Embry-Riddle Aeronautical University（安柏瑞德航空大学）
物联网（IoT）正在成为日常生活中不可或缺的一部分，支持各种新兴服务和应用。然而，流氓物联网设备的存在使物联网面临着巨大的风险，并带来了严重的后果。保护物联网的第一步是检测流氓物联网设备并识别合法设备。常规方法使用密码机制来认证和验证合法设备的身份。然而，密码协议在许多系统中不可用。同时，当合法设备可以被利用或加密密钥被公开时，这些方法不太有效。因此，非加密物联网设备识别和流氓设备检测成为保护现有系统的有效解决方案，并将为具有加密协议的系统提供额外的保护。非加密方法需要更多的努力，尚未得到充分的研究。在本文中，我们提供了一个全面的调查机器学习技术，用于识别物联网设备，以及从被动监视代理或网络运营商的角度检测受损或伪造的设备。我们将物联网设备识别和检测分为四类：特定于设备的模式识别、支持深度学习的设备识别、无监督设备识别和异常设备检测。同时，我们讨论了各种ML相关的使能技术，为此目的。这些使能技术包括学习算法、网络流量跟踪和无线信号的特征工程、持续学习和异常检测。
2021-01-25 cs.AI cs.CR cs.LG
Security and robustness analysis of encrypted communications for local home automation: ESPHome Native API and MQTT over TLS 1.3
Tecnológico Nacional de México – IT de Veracruz（墨西哥国立理工学院 - 韦拉克鲁斯技术学院）
本文分析了 ESPHome 原生 API 与 MQTT over TLS 1.3 两种家庭自动化通信方案的安全性等维度差异，明确了各自适用场景，为相关 IoT 系统设计提供依据。
2026-10-14 cs.CR
IoTSense: Behavioral Fingerprinting of IoT Devices
物联网（IoT）带来了新的挑战，设备识别-设备是什么，以及身份验证-设备是否是它声称的设备。传统上，认证问题是通过加密协议来解决的。然而，密码协议的计算复杂性和/或与密钥管理相关的可扩展性问题使得几乎所有基于密码的认证协议对于IoT来说都是不切实际的。另一方面，设备识别的问题被可悲地忽视了。我们相信，设备指纹识别可以有效地解决这两个问题。在这项工作中，我们提出了一种方法来执行设备的行为指纹，可以用来进行设备类型识别。使用从设备的网络流量提取的特征来近似设备行为。这些特征用于训练可用于检测类似设备类型的机器学习模型。我们使用五重交叉验证来验证我们的方法;在我们所有的实验中，我们报告了86 - 99%的识别率和99%的平均准确度。即使设备使用加密通信，我们的方法也是成功的。此外，我们显示了指纹识别设备类别的初步结果，即，识别具有类似功能的不同设备类型。
2018-04-11 cs.CR
Security and Privacy Management of IoT Using Quantum Computing
Praxis Business School（普拉西斯商学院）
本文探讨量子计算对物联网安全的影响，分析后量子密码学（PQC）族和量子方法（如QKD、QRNG）在资源受限环境中的部署潜力，并强调隐私管理、合规与标准化协作。
2025-11-05 cs.CR
Evaluating Post-Quantum Cryptography on Embedded Systems: A Performance Analysis
针对资源受限嵌入式通信系统缺乏标准化 PQC 性能研究的问题，本文将 PQC 集成到嵌入式 TLS 服务器与客户端，并比较其相对非 PQC 方案的性能开销。
2024-09-09 cs.CR
Network Impact of Post-Quantum Certificate Chain sizes on Time to First Byte in TLS Deployments
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；National Center for Supercomputing Applications（国家超级计算应用中心）
研究评估了量子安全证书链大小对TLS部署中首次字节时间的影响，发现证书链尺寸超过传输层数据飞行限制会导致延迟增加，通过比较Merkle树证书和CDN优化方法，发现MTC可支持2-3倍的证书链大小，而CDN优化仅能提供约1.6倍的增加。
2026-04-27 cs.CR cs.DC
External entropy supply for IoT devices employing a RISC-V Trusted Execution Environment
Tampere University（坦佩雷大学）；Unikie Oy（Unikie公司）；Technology Innovation Institute (TII)（技术创新研究所）
本文提出通过RISC-V可信执行环境为物联网设备提供外部熵，解决小规模设备熵获取不足的问题，利用TRNG和TEE确保熵的安全性与可靠性。
2026-03-16 cs.CR
IoT-REX: A Secure Remote-Control System for IoT Devices from Centralized Multi-Designated Verifier Signatures
本文提出IoT-REX远程控制系统，通过新设计的中心化多指定验证者签名（CMDVS）实现对受感染物联网设备的安全定向控制，实验表明通信规模可压缩至约30%，速度提升三倍。
2023-07-11 cs.CR
Classifying Implementations of Cryptographic Primitives and Protocols that Use Post-Quantum Algorithms
Northeastern University（东北大学）；Cisco（思科）
本文提出了一种对使用后量子算法的密码原语和协议实现进行分类的方法，通过分析密钥交换、数字签名及SNARK生成库，实现了高准确率的区分和识别。
2026-01-10 cs.CR
Federated Learning and LLM-Driven Threat Intelligence for Zero Trust IoT Architecture
University of North Texas（北德克萨斯大学）
针对物联网安全隐私挑战，提出联邦学习和大语言模型驱动的零信任物联网架构，集成多种技术，通过特定方式在各通信层强化零信任，实验表明该框架能有效为资源受限物联网设备实现隐私保护异常检测。
2026-07-21 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
MQTT Across a Raspberry Pi 5 IoT Network Utilizing Quantum-resistant Signature Algorithms
Cleveland State University（克利夫兰州立大学）
研究在Raspberry Pi 5物联网网络中部署抗量子签名算法，采用NIST选定的FALCON数字签名方案，评估轻量级硬件上格基抗量子加密的性能与实用性。
2026-05-13 cs.CR
Inhale: Enabling High-Performance and Energy-Efficient In-SRAM Cryptographic Hash for IoT
在大数据时代，信息安全已成为一个主要的争论问题，特别是随着物联网（IoT）的兴起，攻击者可以毫不费力地获得对边缘设备的物理访问。哈希算法是当前数据完整性和身份验证的基础。然而，在资源受限的边缘设备上提供高性能、高吞吐量和节能的解决方案是具有挑战性的。在本文中，我们提出了吸入，在SRAM架构，有效地计算散列算法与创新的数据对齐和高效的读/写策略，隐式地执行数据移位操作，通过原位控制器。我们提出了Inhale的两种变体：Inhale-Opt，它针对延迟，吞吐量和面积开销进行了优化; Inhale-Flex，它提供了重新利用最后一级缓存进行哈希计算的灵活性。我们彻底评估了我们在SRAM和ReRAM存储器上提出的架构，并将它们与最先进的内存和ASIC加速器进行比较。我们的性能评估证实，与最先进的解决方案相比，Inhale可以实现1.4 - 14.5倍的单位面积吞吐量和大约两个数量级的单位面积单位能量吞吐量。
2022-08-16 cs.AR cs.CR
On the Feasibility of Attribute-Based Encryption on Internet of Things Devices
基于属性的加密（ABE）可能是物联网（IoT）设备安全管理的有效加密工具，但迄今为止，其在物联网中的可行性尚未得到充分研究。本文探讨了知名物联网平台的可行性，即英特尔Galileo Gen 2，英特尔Edison，Raspberry Pi 1 Model B和Raspberry Pi Zero，并得出结论，在物联网中采用ABE确实是可行的。
2016-11-24 cs.CR
Mind the Gap: Policy vs Reality in Post-Quantum TLS Deployment
The University of New South Wales（新南威尔士大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本研究通过纵向测量20亿次TLS握手，发现后量子TLS部署在政策差异下呈配置趋同，由托管提供商推动，且无显著延迟增加，为后量子TLS过渡提供实证参考。
2026-08-03 cs.CR cs.NI
Atlas: Enabling Cross-Vendor Authentication for IoT
Stony Brook University（石溪大学）
Atlas通过扩展Web PKI到物联网，实现跨供应商设备认证，无需硬件更改，降低延迟并提高可靠性。
2026-02-09 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
Lightweight Key-Dependent Dynamic S-Boxes based on Hyperelliptic Curve for IoT Devices
安全性是物联网（IoT）的主要问题之一。加密在使这些系统安全方面起着限制作用。替换盒（S-Box）在分组加密方法中有着重要的作用。由于物联网节点的资源容量有限，提供轻量级的S-Box是一个具有挑战性的问题。提出了一种基于超椭圆曲线的密钥相关S盒。建议的S盒分析评估使用性能标准，包括双射，非线性，严格的雪崩效应，和代数度。评价结果表明，所提出的S盒生成算法是生成密码学强S盒的有效方法。
2021-02-26 cs.CR
CESBench: Benchmarking Large Language Models on Cryptographic Engineering Security for IoT Devices
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Shandong University（山东大学）
提出CESBench基准，含380个专家条目覆盖物联网密码工程安全六子领域，评估11个LLM，发现安全判定理由生成是最弱能力。
2026-09-21 cs.AI cs.CR
Enabling Micro-payments on IoT Devices using Bitcoin Lightning Network
闪电网络（LN）通过利用链下交易解决了比特币的可扩展性问题。然而，由于其存储、内存和处理要求，不可能在资源受限的物联网设备上运行LN。因此，在本文中，我们提出了一种高效且安全的协议，该协议使物联网设备能够通过网关LN节点使用LN的功能。该想法是通过将原始的2/2多重签名通道替换为3/3多重签名通道，使IoT设备利用其数字签名参与LN操作。我们的协议强制LN网关为通道上的所有操作请求IoT设备的加密签名。我们通过在Raspberry Pi上实现收费支付场景来评估所提出的协议，并证明了其可行性和安全性。
2021-03-13 cs.CR
Multi-channel secure communication framework for wireless IoT (MCSC-WoT): enhancing security in Internet of Things
University of Calcutta（加尔各答大学）；Netaji Subhash Engineering College（内塔吉·苏巴斯工程学院）
针对物联网多通道通信中的安全与同步开销问题，提出MCSC框架，融合高级加密协议与动态信道跳变策略，在保障低延迟与高能效的同时有效抵御多种网络攻击。
2025-09-11 cs.CR
SAILOR: A Scalable and Energy-Efficient Ultra-Lightweight RISC-V for IoT Security
SAILOR是一种面向物联网安全的超轻量RISC-V核心，通过模块化设计和可调节数据路径，在保证性能的同时实现低功耗和低硬件成本。
2026-02-27 cs.AR 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
Reconfigurable Security: Edge Computing-based Framework for IoT
在各种场景中，实现IoT设备之间的安全性是具有挑战性的，因为设备可能具有不同的专用通信标准、资源约束以及各种应用。在本文中，我们首先提供物联网安全的需求和现有解决方案。然后，我们介绍了一种新的基于边缘计算的可重构安全框架，该框架利用近用户边缘设备，即，安全代理，以简化密钥管理并减轻物联网设备安全算法的计算成本。该框架旨在克服计算成本高、密钥管理灵活性低以及在物联网中部署新安全算法时兼容性低等挑战，特别是在采用高级加密原语时。给出了可重构安全框架的设计原则、匿名认证和安全数据访问控制的安全协议示例，并从可行性和可用性方面进行了性能分析。可重新配置的安全框架为通过边缘计算加强物联网安全铺平了新的道路。
2017-09-19 cs.CR
I2PA, U-prove, and Idemix: An Evaluation of Memory Usage and Computing Time Efficiency in an IoT Context
物联网（IoT）虽然有着无数的优点，但也带来了许多挑战，即用户隐私保护问题和轻量级密码学的限制。轻量级加密技术非常重要，因为物联网设备有资格受到资源约束。为了解决这些挑战，已经设计了几种基于属性的凭证（ABC）方案，包括I2 PA、U-prove和Idemix。尽管这些方案有很强的密码学基础，但它们在资源受限设备中的性能是一个值得特别关注的问题。本文的目的是进行性能评估这些计划的发行和验证协议的内存使用和计算时间。记录的结果表明，I2 PA和U-prove在内存使用和计算时间方面都呈现出非常有趣的结果，而Idemix在计算时间方面表现出非常低的性能。
2020-02-14 cs.CR
Black-Box IoT: Authentication and Distributed Storage of IoT Data from Constrained Sensors
我们提出了黑盒物联网（BBox-IoT），这是一种用于验证和存储物联网数据的新的超轻量级黑盒系统。BBox-IoT专为部署在物联网设备（包括低尺寸重量和功率传感器）上而量身定制，这些设备在计算，存储和功率方面受到极大的限制。通过利用核心区块链原则，我们确保收集的数据是不可变和防篡改的，同时保持数据来源和不可否认性。为了实现BBox-IoT，我们设计并实现了一种新的基于链的哈希签名方案，该方案只需要哈希运算，并且消除了签名者和验证者之间的所有同步依赖。我们的方法使低SWaP设备能够进行身份验证，从而消除对时钟同步的依赖。我们的评估结果表明，BBox-IoT在工业物联网（IIoT）环境中是实用的：即使是配备16 MHz微控制器和2KB内存的设备也可以广播其收集的数据，而无需繁重的加密操作或同步假设。最后，与行业标准ECDSA相比，我们的方法在签名和验证操作方面分别快了两个和三个数量级。因此，对于相同的功率，我们能够将签名操作的总数增加5000%以上。
2021-03-06 cs.CR
Secure Calibration for Safety-Critical IoT: Traceability for Safety Resilience
安全的传感器校准是工业物联网中支撑操作安全的基础步骤。虽然人们对物联网安全性给予了很大的关注，例如使用TLS来保护传感数据，但很少考虑保护校准基础设施本身。目前，可追溯性是通过使用纸质表格的手动验证来实现的，这既耗时又不安全。例如，当由于检测到错误或意外而撤销父设备的校准状态时，直到下一个校准周期才更新校准设备，使得许多校准参数无效。除了错误之外，校准基础设施内的任何一方都可以恶意地引入错误，因为当前基于纸张的系统缺乏认证以及不可否认性。在本文中，我们提出了一种新的弹性架构的校准基础设施，传感器元件的校准状态可以验证的飞行的信任根保留的认证和不可否认的属性。我们提出了一个基于以太坊网络上的智能合约的实现。我们的评估表明，以太坊很可能解决可追溯测量的保护要求。
2020-02-29 cs.CR
Communication-efficient Certificate Revocation Management for Advanced Metering Infrastructure and IoT
高级计量基础设施形成了一个通信网络，用于收集智能电网中智能电表的电力数据。然而，由于可以利用公钥密码学来保护智能仪表之间的通信，因此公钥密码学在证书撤销和管理方面仍然具有某些挑战，特别是与被撤销证书的分发和存储开销相关的挑战。为了应对这一挑战，在本文中，我们提出了一种新的撤销管理方法，通过利用加密的撤销，从而大大降低了空间要求的撤销信息，从而使这些信息的有效分布到所有的智能电表。我们实现了ns-3网络模拟器和一个测试平台上提出的方法。我们证明了其优越的性能相对于传统的方法进行撤销管理。
2020-08-05 cs.CR
RNA-TransCrypt: Image Encryption Using Chaotic RNA Encoding, Novel Transformative Substitution, and Tailored Cryptographic Operations
本文提出轻量级图像加密方案RNA-TransCrypt，结合RNA编码与混沌理论，引入双碱基RNA编码、变换替换及三种定制密码学操作，实现接近理想值的安全加密。
2024-01-09 cs.CR
