1、隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及，作為物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)形式之一，機器類型通信（MTC）獲得了飛速發(fā)展，在智能家居、智能電網(wǎng)、電子醫(yī)療以及遠程監(jiān)控與追蹤等領域得到廣泛應用。憑借著低成本、低能耗、易于部署以及無需人工參與等優(yōu)點，機器類型通信有著巨大的發(fā)展前景，但是現(xiàn)有承載網(wǎng)絡是面向人對人通信設計的，缺少針對機器類型通信的優(yōu)化，海量的機器類型通信設備同時進行數(shù)據(jù)收發(fā)時會對現(xiàn)有網(wǎng)絡形成巨大沖擊，造成核心網(wǎng)的信令擁塞和關鍵節(jié)點的過載；在對實時性要求較高的機器類型通信

2、的應用中，海量高并發(fā)的業(yè)務請求使服務器無時無刻不處于繁重的信息處理工作中，對應用服務器的性能和服務質(zhì)量都提出了嚴峻挑戰(zhàn)。針對上述問題雖然已經(jīng)有一些優(yōu)化方案，但是這些方案主要關注于如何設計接入控制機制來緩解MTC通信對現(xiàn)有網(wǎng)絡的沖擊，幾乎沒有考慮在應用層面上如何減輕業(yè)務數(shù)據(jù)擁塞和服務器過載，尤其是應用層上認證與密鑰協(xié)商階段的優(yōu)化問題。因此，本文對機器類型通信在應用層上的認證和密鑰協(xié)商機制進行了深入研究，通過改進的群組密鑰協(xié)商機制和代理機制

3、來降低核心網(wǎng)信令開銷，減輕服務器負荷，所取得的主要研究成果有：
　　1.對多媒體業(yè)務中的MTC群組密鑰協(xié)商協(xié)議進行了研究。在支持多媒體業(yè)務的機器類型通信的應用中，服務器與每個機器類型通信設備的通信內(nèi)容是相同的。利用這一特點，服務器可以以廣播的方式向組中所有機器類型通信設備發(fā)送業(yè)務數(shù)據(jù)流。同時，為了業(yè)務數(shù)據(jù)流的安全，服務器與組中各個機器類型通信設備需要共享一個群組密鑰。論文提出了一種基于群組的密鑰協(xié)商方案。該方案中應用服務器分別與群

4、組中各終端設備通過通用認證架構GAA生成預共享密鑰，并通過廣播的形式向群組設備分發(fā)計算群組密鑰所需的必要信息。利用上述信息應用服務器與群組設備可獨立計算出多媒體廣播業(yè)務所需的安全的會話密鑰。分析表明，與現(xiàn)有的廣播多播業(yè)務MBMS的群組密鑰分發(fā)方案相比，該密鑰協(xié)商方案具有較少的消息交互輪數(shù)和通信開銷。
　　2.對基于群組代理的MTC應用架構及基于代理的認證和密鑰協(xié)商協(xié)議進行了研究。通過毛細網(wǎng)絡接入是機器類型通信的一種常見接入形式，網(wǎng)

5、絡中的設備通常不具有蜂窩移動通信能力，因此傳統(tǒng)的通用認證架構GAA不再適用于設備和服務器間的認證和密鑰協(xié)商。論文提出了基于群組代理的MTC應用架構，由網(wǎng)關作為服務器的代理，代替服務器對機器類型通信設備進行認證，并引入代理管理員，處理服務器的代理請求并管理代理群?；谠摷軜嫷恼J證和密鑰協(xié)商協(xié)議中，代理網(wǎng)關與機器類型通信設備進行雙向認證，認證通過后，網(wǎng)關向服務器發(fā)送必要信息，使得服務器計算出與各個機器類型通信設備之間的通信密鑰。分析表明，該