Establishing and maintaining secure communications in the Internet of Things (IoT) is vital to protect smart devices. Zero-interaction pairing (ZIP) and zero-interaction authentication (ZIA) enable IoT devices to establish and maintain secure communications without user interaction by utilizing devices' ambient context, e.g., audio. For autonomous operation, ZIP and ZIA require the context to have enough entropy to resist attacks and complete in a timely manner. Despite the low-entropy context being the norm, like inside an unoccupied room, the research community has yet to come up with ZIP and ZIA schemes operating under such conditions. We propose HardZiPA, a novel approach that turns commodity IoT actuators into injecting devices, generating high-entropy context. Here, we combine the capability of IoT actuators to impact the environment, e.g., emitting a sound, with a pseudorandom number generator (PRNG) featured by many actuators to craft hard-to-predict context stimuli. To demonstrate the feasibility of HardZiPA, we implement it on off-the-shelf IoT actuators, i.e., smart speakers, lights, and humidifiers. We comprehensively evaluate HardZiPA, collecting over 80 hours of various context data in real-world scenarios. Our results show that HardZiPA is able to thwart advanced active attacks on ZIP and ZIA schemes, while doubling the amount of context entropy in many cases, which allows two times faster pairing and authentication.


翻译:在物联网(IoT)中建立并维护安全通信对于保护智能设备至关重要。零交互配对(ZIP)和零交互认证(ZIA)通过利用设备的周围环境(例如音频)实现无需用户交互的IoT设备安全通信建立与维护。为实现自主运行,ZIP和ZIA要求环境具有足够的熵值以抵抗攻击并按时完成操作。尽管低熵环境(如无人房间内部)是常态,但研究界尚未提出在此类条件下运行的ZIP和ZIA方案。我们提出HardZiPA这一新方法,将商用IoT执行器转变为注入设备,生成高熵环境。该方法结合了IoT执行器影响环境的能力(如发出声音)与众多执行器配备的伪随机数发生器(PRNG),以构造难以预测的环境刺激。为验证HardZiPA的可行性,我们在智能音箱、灯光和加湿器等现成IoT执行器上进行了实现。通过采集80多小时真实场景下的多种环境数据进行全面评估,结果表明,HardZiPA能有效抵御针对ZIP和ZIA方案的高级主动攻击,同时在多数情况下将环境熵值翻倍,从而使配对和认证速度提升两倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

两人亲密社交应用,官网: trypair.com/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
0+阅读 · 12分钟前
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员