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　　一种适用于物联网设备的轻量级、基于哈希的、抗量子攻击的双向认证协议，该协议整合了物理不可克隆功能

　　摘要物联网设备面临着日益严峻的安全威胁：一方面是有限的计算资源，另一方面则是量子攻击者的逼近。我们提出了一种双向认证协议，该协议将物理不可克隆功能与基于哈希的加密技术相结合，从而确保长期密钥不会存储在设备的非易失性内存中。这种方案更适称为抗Grover攻击的方案，而非完全的后量子

　　物联网设备面临着日益严峻的安全威胁：一方面是有限的计算资源，另一方面则是量子攻击者的逼近。我们提出了一种双向认证协议，该协议将物理不可克隆功能与基于哈希的加密技术相结合，从而确保长期密钥不会存储在设备的非易失性内存中。这种方案更适称为抗Grover攻击的方案，而非完全的后量子方案：哈希函数的单向性在量子搜索下仅会导致二次方的性能下降，而物理不可克隆功能则提供了物理层面的唯一性保障——我们并不声称其能与NIST标准的格基或码基方案相媲美。该方案通过条件前向保密性和弱解关联特性来实现相互认证，同时能有效抵御外部窃听者，其在ESP32上的处理延迟为24.3毫秒，每次认证的能量消耗为15.7毫焦耳，数据交换量为136字节。通过ProVerif符号验证，再加上针对PUF信息泄露的建模分析，该方案能够有效防御重放攻击、中间人攻击、身份冒充以及物理窃取攻击。在0℃到70℃的温度范围内进行的测试表明，该方案具有实际的可靠性。我们有意省略了临时密钥交换和匿名凭证的功能——这样做会导致前向保密性和匿名性的实现仅为条件性的、部分性的，而非完全的，这一点我们在文中已有明确说明。