Internet of Things (IoT) are typically powered by limited-capacity batteries. Thus, reducing energy consumption is a critical issue for the success of IoT. Recently, Wake-up Radios (WuRs) play a key role in minimizing the energy consumption by providing wake-up calls to IoT devices which are currently in a low-power sleep mode to conserve energy. On receiving a pre-defined pattern called a Wake-up Token (WuT) over the WuR, the IoT device wakes up in order to process information and/or conduct communications. However, WuR-based IoT devices are susceptible to malicious attacks, such as Denial-of-Sleep attacks designed to drain the device of its energy, or cloning attacks designed to impersonate a legitimate IoT device and perform various nefarious activities. To address these problems, the present study proposes a novel one-time wake-up token using the Physical Unclonable Function (PUF). In addition, to prevent the WuT from becoming desynchronized thereby resulting in a connection loss, a WuT resynchronization scheme is designed to maintain a constant state of synchronization between the WuTs of the gateway and the IoT devices, respectively. Finally, the proposed schemes are extended to support group wake-up and resynchronization procedures, respectively, in order to enhance the communication efficiency and improve the energy conservation. The correctness of the proposed schemes is verified through AUTLOG analysis. It has been shown that the proposed schemes are secure against various types of attacks and consume significantly less energy than existing mechanisms in waking up an IoT device.

物联网 (IoT) 通常由容量有限的电池供电。因此，降低能耗是物联网成功的关键问题。最近，唤醒无线电 (WuR) 通过向当前处于低功耗睡眠模式以节约能源的物联网设备提供唤醒呼叫，在最大限度地减少能耗方面发挥着关键作用。在通过 WuR 接收到称为唤醒令牌 (WuT) 的预定义模式时，物联网设备会唤醒以处理信息和/或进行通信。然而，基于 WuR 的物联网设备容易受到恶意攻击，例如旨在耗尽设备能量的拒绝睡眠攻击，或旨在冒充合法物联网设备并执行各种恶意活动的克隆攻击。为了解决这些问题，本研究提出了一种使用物理不可克隆功能 (PUF) 的新型一次性唤醒令牌。此外，为了防止WuT不同步从而导致连接丢失，WuT重新同步方案被设计为分别在网关的WuT和IoT设备之间保持恒定的同步状态。最后，将所提出的方案扩展为分别支持组唤醒和重新同步程序，以提高通信效率并改善节能。通过AUTLOG分析验证了所提出方案的正确性。已经表明，所提出的方案可以安全地抵御各种类型的攻击，并且在唤醒物联网设备方面比现有机制消耗更少的能量。此外，为了防止WuT不同步从而导致连接丢失，WuT重新同步方案被设计为分别在网关的WuT和IoT设备之间保持恒定的同步状态。最后，将所提出的方案扩展为分别支持组唤醒和重新同步程序，以提高通信效率并改善节能。通过AUTLOG分析验证了所提出方案的正确性。已经表明，所提出的方案可以安全地抵御各种类型的攻击，并且在唤醒物联网设备方面比现有机制消耗更少的能量。此外，为了防止WuT不同步从而导致连接丢失，WuT重新同步方案被设计为分别在网关的WuT和IoT设备之间保持恒定的同步状态。最后，将所提出的方案扩展为分别支持组唤醒和重新同步程序，以提高通信效率并改善节能。通过AUTLOG分析验证了所提出方案的正确性。已经表明，所提出的方案可以安全地抵御各种类型的攻击，并且在唤醒物联网设备方面比现有机制消耗更少的能量。WuT 重新同步方案旨在分别在网关的 WuT 和 IoT 设备之间保持恒定的同步状态。最后，将所提出的方案扩展为分别支持组唤醒和重新同步程序，以提高通信效率并改善节能。通过AUTLOG分析验证了所提出方案的正确性。已经表明，所提出的方案可以安全地抵御各种类型的攻击，并且在唤醒物联网设备方面比现有机制消耗更少的能量。WuT 重新同步方案旨在分别在网关的 WuT 和 IoT 设备之间保持恒定的同步状态。最后，将所提出的方案扩展为分别支持组唤醒和重新同步程序，以提高通信效率并改善节能。通过AUTLOG分析验证了所提出方案的正确性。已经表明，所提出的方案可以安全地抵御各种类型的攻击，并且在唤醒物联网设备方面比现有机制消耗更少的能量。以提高通信效率，提高节能效果。通过AUTLOG分析验证了所提出方案的正确性。已经表明，所提出的方案可以安全地抵御各种类型的攻击，并且在唤醒物联网设备方面比现有机制消耗更少的能量。以提高通信效率，提高节能效果。通过AUTLOG分析验证了所提出方案的正确性。已经表明，所提出的方案可以安全地抵御各种类型的攻击，并且在唤醒物联网设备方面比现有机制消耗更少的能量。