مروری نظام مند بر پروتکل های توافق امن کلید در اینترنت اشیاء

با گسترش سریع اینترنت اشیاء و اتصال میلیاردها دستگاه هوشمند با محدودیت های شدید منابع محاسباتی، امنیت ارتباطات به یکی از چالش های اساسی این حوزه تبدیل شده است. توافق امن کلید به عنوان هسته اصلی برقراری ارتباطات رمزنگاری شده، نقشی حیاتی در حفظ محرمانگی، تمامیت و اصالت داده ها در شبکه های اینترنت اشیاء ایفا می کند. با این حال، ویژگی هایی نظیر محدودیت توان پردازشی و انرژی، ناهمگونی معماری شبکه ها، افزایش حملات سایبری پیشرفته و ظهور تهدیدات ناشی از محاسبات کوانتومی، طراحی و انتخاب پروتکل های مناسب توافق کلید را با پیچیدگی های جدی مواجه ساخته است. فرض اساسی این پژوهش آن است که هیچ رویکرد واحدی به تنهایی قادر به پاسخ گویی کامل به الزامات امنیتی و کارایی در تمامی سناریوهای اینترنت اشیاء نیست و لازم است راه حل ها به صورت طبقه بندی شده و مقایسه ای مورد بررسی قرار گیرند. در این مطالعه، با روش مرور نظام مند متون علمی اخیر، مهم ترین پروتکل ها و چارچوب های توافق امن کلید در اینترنت اشیاء تحلیل و در چهار دسته اصلی شامل پروتکل های رمزنگاری سبک وزن، رویکردهای مبتنی بر بلاک چین، طرح های رمزنگاری پسا-کوانتومی و رویکردهای مبتنی بر یادگیری ماشین رده بندی شده اند. معیارهای تحلیل شامل سطح امنیت در برابر انواع حملات، کارایی محاسباتی، هزینه ارتباطی و مقیاس پذیری بوده است. نتایج نشان می دهد که پروتکل های سبک وزن مبتنی بر رمزنگاری منحنی بیضوی از نظر کارایی و مصرف انرژی برای دستگاه های محدودمنبع مناسب تر هستند، در حالی که رویکردهای مبتنی بر بلاک چین قابلیت های غیرمتمرکز و تمامیت داده بالاتری ارائه می دهند اما با سربار بیشتری همراه اند. طرح های پسا-کوانتومی امنیت بلندمدت در برابر تهدیدات کوانتومی را فراهم می کنند، هرچند چالش های اجرایی و محاسباتی دارند، و روش های مبتنی بر یادگیری ماشین توانایی شناسایی و پاسخ تطبیقی به تهدیدات پویا را افزایش می دهند. در مجموع، این پژوهش نشان می دهد که رویکردهای ترکیبی و چندلایه می توانند موثرترین مسیر برای دستیابی به امنیت پایدار در شبکه های آینده اینترنت اشیاء باشند.

کلیدواژه ها:

توافق امن کلید ، امنیت اینترنت اشیاء ، رمزنگاری پسا-کوانتومی ، بلاک چین در امنیت اینترنت اشیاء ، پروتکل های سبک وزن