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广西师范大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (6): 87-99.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2026011503
吴凌杰1, 罗玉玲2, 欧阳雪2*, 李阳1, 严俊峰1
Wu Lingjie1, Luo Yuling2, Ouyang Xue2*, Li Yang1, Yan Junfeng1
摘要: 消息队列遥测传输协议(MQTT)因高并发、低延时特性被广泛应用于地震预警、速报及灾害评估等业务的数据传输,但该协议存在身份认证简单、明文传输、消息易篡改等安全隐患,且现有安全方案难以同时兼顾轻量化、信创适配与多终端安全防护需求,制约了其在高安全需求地震业务中的应用。为此,本文提出一种信创适配的国密增强型MQTT安全传输方案。该方案基于MQTT5.0增强认证机制设计国密增强认证算法,通过SM2加密与数字签名技术,仅需4轮交互即可完成客户端与MQTT Broker的双向可信认证,实现安全性与轻量性的平衡;引入密钥重加密机制,构建“一订阅端一密钥”的防护模式,有效解决多订阅端场景下“单主题-单密钥”导致的密钥泄露风险。经安全性分析验证,该方案可抵御身份伪造、中间人截获与篡改等典型攻击。仿真实验结果显示,在25组重复测试中,身份认证平均耗时13.36 ms,主题密钥获取平均耗时0.977 ms,300个订阅端场景下数据传输平均耗时551.78 ms。本文方案采用国密算法构建,适配信创环境及地震预警终端等低算力设备,可充分满足地震业务数据传输高安全、低时延的核心需求。
中图分类号: TN918
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