Un esquema de autenticación de identidad y acuerdo de clave resistente a cuántica para redes de UAV basado en el algoritmo Kyber
Autores: Xia, Tao; Wang, Menglin; He, Jun; Yang, Gang; Fan, Linna; Wei, Guoheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un esquema de autenticación de identidad y acuerdo de clave resistente a cuántica para redes de UAV basado en el algoritmo Kyber
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Autenticación
Seguridad
Resistente a la cuántica
Esquema LIGKYX
Acuerdo de claves
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) desempeñan un papel crítico en diversos campos, incluyendo la logística, la agricultura y las operaciones de rescate. La autenticación de identidad efectiva y los esquemas de acuerdo de claves son vitales para las redes de VANT para combatir amenazas. Los esquemas actuales a menudo emplean algoritmos como la criptografía de curva elíptica (ECC) y Rivest-Shamir-Adleman (RSA), que son vulnerables a ataques cuánticos. Para abordar este problema, proponemos LIGKYX, un nuevo esquema que combina el algoritmo resistente a cuánticos Kyber con el código de autenticación de mensaje basado en hash (HMAC) para una mayor seguridad y eficiencia. Este esquema permite la autenticación mutua entre los VANT y las estaciones terrestres y apoya los protocolos de establecimiento de claves de sesión seguras. Además, facilita la autenticación robusta y el acuerdo de claves entre los VANT a través de estaciones de control, abordando el desafío crítico de la seguridad resistente a cuánticos en las redes de VANT. El esquema LIGKYX propuesto opera basado en el algoritmo Kyber y el protocolo de intercambio de claves Diffie-Hellman de curva elíptica (ECDH), empleando HMAC y técnicas de precomputación. Además, una herramienta de verificación formal validó la seguridad de LIGKYX bajo el modelo de amenaza de Dolev-Yao. Análisis comparativos sobre propiedades de seguridad, sobrecarga de comunicación y sobrecarga computacional indican que LIGKYX no solo iguala o supera los esquemas existentes, sino que también contrarresta de manera única los ataques cuánticos de manera efectiva, asegurando la seguridad de las redes de comunicación de VANT con una menor sobrecarga de tiempo para la autenticación y la comunicación.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) desempeñan un papel crítico en diversos campos, incluyendo la logística, la agricultura y las operaciones de rescate. La autenticación de identidad efectiva y los esquemas de acuerdo de claves son vitales para las redes de VANT para combatir amenazas. Los esquemas actuales a menudo emplean algoritmos como la criptografía de curva elíptica (ECC) y Rivest-Shamir-Adleman (RSA), que son vulnerables a ataques cuánticos. Para abordar este problema, proponemos LIGKYX, un nuevo esquema que combina el algoritmo resistente a cuánticos Kyber con el código de autenticación de mensaje basado en hash (HMAC) para una mayor seguridad y eficiencia. Este esquema permite la autenticación mutua entre los VANT y las estaciones terrestres y apoya los protocolos de establecimiento de claves de sesión seguras. Además, facilita la autenticación robusta y el acuerdo de claves entre los VANT a través de estaciones de control, abordando el desafío crítico de la seguridad resistente a cuánticos en las redes de VANT. El esquema LIGKYX propuesto opera basado en el algoritmo Kyber y el protocolo de intercambio de claves Diffie-Hellman de curva elíptica (ECDH), empleando HMAC y técnicas de precomputación. Además, una herramienta de verificación formal validó la seguridad de LIGKYX bajo el modelo de amenaza de Dolev-Yao. Análisis comparativos sobre propiedades de seguridad, sobrecarga de comunicación y sobrecarga computacional indican que LIGKYX no solo iguala o supera los esquemas existentes, sino que también contrarresta de manera única los ataques cuánticos de manera efectiva, asegurando la seguridad de las redes de comunicación de VANT con una menor sobrecarga de tiempo para la autenticación y la comunicación.