“Touch to Pair”技术：实现安全可靠的物联网设备配对，且不会丢失任何信息

《IEEE Data Descriptions》：Touch to Pair: Secure and Usable IoT Pairing Without Information Loss

IoT设备安全配对需解决传统方法不适用（缺乏用户界面/传感器）及现有方案缺陷（近似方法易受攻击/物理操作需惯性传感器）。提出Universal Operation Sensing无需惯性传感器即可通过按压或旋转等简单操作快速配对，并改进TimeWall协议避免信息损失，确保安全高效。

　　

摘要：

安全配对对于物联网（IoT）设备的可靠部署和运行至关重要。然而，传统的配对方法由于缺乏键盘等用户界面而不适用。基于距离的方法虽然可用，但容易受到附近攻击者的攻击；而依赖物理操作（例如摇晃）的方法虽然安全性更高，但需要大多数IoT设备所不具备的惯性传感器。我们提出了“通用操作感知”（Universal Operation Sensing）技术，使IoT设备能够在无需惯性传感器的情况下检测用户的操作。利用这项技术，用户只需通过简单的动作（如按按钮或旋转旋钮），就可以使用智能手机或智能手表在几秒钟内完成配对。我们还发现了常用模糊承诺协议（fuzzy-commitment protocol）中存在的信息丢失问题，导致配对精度下降。为了解决这个问题，我们提出了TimeWall协议，该协议避免了模糊承诺机制，并且不会导致任何信息丢失。综合评估表明，TimeWall协议既安全又实用，且效率较高。

引言

物联网（IoT）设备已被广泛部署，对各个行业和日常生活产生了深远影响。2022年，全球物联网市场规模达到了9700亿美元，预计到2028年将增长至22270亿美元[2]。由于配对是建立安全通信渠道的关键，因此安全且易于使用的配对机制对于IoT设备的广泛采用和可靠运行至关重要。