无双线性对的无证书隐式认证及密钥协商

由于对运算的计算量较大,且现有无双线性对的密钥协商协议存在会话临时秘密值泄露安全缺陷,提出一种无需对运算的无证书隐式认证和密钥协商协议,在随机预言机模型下证明了新协议的安全性。新协议基于椭圆曲线上的CDH假设,仅需要三次椭圆曲线上的点乘运算,计算开销低于同类型其他协议。新协议采用隐式认证方式避免了现有方案中存在的会话临时秘密值泄露安全缺陷。     

无证书隐式认证改进的Kerberos单点登录协议

针对Kerberos单点登录协议存在的口令攻击、重放攻击、密钥需要托管和效率不高等问题,引入一种无对数运算的无证书隐式认证与密钥协商协议对其进行了改进。在随机预言机模型下证明了新协议的强安全性,分析了改进后Kerberos单点登录协议的优势。引入的密钥协商协议仅需3次点乘运算和2次哈希运算,计算开销较低。采用隐式认证方式,避免了原Kerberos中第三方对信息的无举证窃听,有效克服了中间人攻击。     

基于无证书密钥协商的Kerberos改进协议

Kerberos认证协议容易遭受口令攻击和重放攻击,且需要2次双线性对运算、2次指数运算和1次椭圆曲线上的点乘运算,计算量大。为此,利用高效的无证书密钥协商对Kerberos协议进行改进。用户与认证服务器之间通过使用无证书签密技术抵抗伪造攻击。分析结果证明,改进协议符合密钥协商的6个基本安全要求,满足已知密钥安全性、完美前向安全性、抗未知密钥共享安全性、密钥不可控性、已知会话临时信息安全性,能抵抗口令攻击、重放攻击、中间人攻击及密钥泄漏伪装攻击,并且仅需3次点乘运算,具有较高的效率。     

无双线性对无证书两方跨域认证密钥协商协议

针对双线性对运算复杂度较高,计算开销较大,提出了新的无双线性对无证书的两方跨域认证密钥协商协议。该协议解决了传统的基于身份的密码体制中固有的密钥托管问题,实现了跨域通信双方的身份验证,采用无双线性对运算,极大地降低了计算开销。在保证协议正确性的基础上,采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,并验证了协议的认证性和安全性。与其他跨域两方认证密钥协商协议性能相比,该协议达到应具备的安全性的同时,其效率更优。     

椭圆曲线上高效可完全模拟的不经意传输协议

不经意传输协议是安全多方计算的一个关键技术,是当前网络与信息安全研究的热点。基于双线性对及椭圆曲线上的困难问题,分别设计了半诚实模型下和标准恶意模型下的安全高效N选1不经意传输协议。,在半诚实模型下设计了一个椭圆曲线上的不经意传输协议,该协议只需2轮交互,接收方需要2次双线性对运算和1次椭圆曲线倍点运算,发送方需要n次椭圆曲线倍点运算和n次模幂运算,协议的安全可规约到椭圆曲线上的离散对数问题;构建了基于椭圆曲线上双线性对的零知识证明方案,并设计了一个恶意模型下的不经意传输协议,该协议只需3轮交互,接收者需要3次双线性对运算和3次椭圆曲线倍点运算,发送者需要n+1次椭圆曲线倍点运算和n+1次模幂运算,协议能在标准恶意模型下抵抗参与者的恶意攻击行为。实验结果得到在半诚实模型下协议平均运行时间需要0.787 9 s,在标准恶意模型下协议平均运行时间需要1.205 6 s,进一步论证协议的速度。     

置换再交叉运算的所有权转移协议

针对标签生命周期中归属权转变过程中存在的隐私信息易泄露问题,设计一种基于置换再交叉运算的所有权转移协议.协议为保证隐私信息的安全性,采用基于大数分解难题的二次剩余定理对部分信息加密;同时协议为保证尽可能降低系统的计算量,引入基于位运算的置换再交叉运算对部分信息加密.为抵抗常见类型攻击方式,协议采用先认证再操作的机制.将该协议与其他协议进行安全性和性能分析,该协议具备安全性高、计算量小等优势.     

可证明安全的无双线性对无证书可信接入认证协议

提出一种无双线性对无证书的WLAN可信接入认证协议CTAPwoP.该协议以可信网络连接架构的基本思想为基础,将平台身份认证和平台完整性校验与用户身份认证过程巧妙结合,使得新协议仅需3轮交互就能实现站点(station,STA)与接入点(access point,AP)之间的双向身份认证和单播会话密钥的协商,同时实现AS对STA的平台身份认证和平台完整性校验.为进一步提高性能,该协议利用椭圆曲线上的点乘运算替换了传统无证书公钥密码体制中复杂的双线性对运算.安全性分析表明,该协议在高安全强度的eCK(extended Canetti-Krawczyk)模型下是安全的;性能分析表明:与IEEE802.11i的接入认证方案相比,该协议在计算开销和通信负载方面性能优势明显.     

无双线性对的无证书两方密钥协商方案*

近几年来,有许多无证书密钥协商方案相继被提出,它们都需要双线性对运算,而且它们中大部分不能抵抗密钥泄露伪装攻击和临时私钥泄露产生的攻击。2009年,Lippold等人提出一个可证安全无证书密钥协商协议,但该协议需要较大计算量。为了解决上述问题,给出了一个新的无双线性对运算无证书两方密钥协商方案,并分析了它的安全属性,只要每方至少有一个未泄露的秘密,那么新方案就是安全的。因此,即使密钥生成中心知道双方的临时私钥,新方案也是安全的。与Lippold等人的协议相比,新方案降低了计算复杂度。     

无双线性对的无证书两方认证密钥协商协议

鉴于双线性对运算复杂度较高,不适用于移动通信环境,提出新的无双线性对的基于无证书的两方认证密钥协商协议。新协议解决了基于身份的公钥密码方案中固有的密钥托管问题,实现了对通信双方的身份认证,采用非双线性对运算,极大地降低了计算开销。通过分析协议的正确性,采用Applied Pi演算对协议进行形式化分析,借助ProVerif工具验证了协议的安全性和认证性。与其他两方密钥协商协议相比,新方案具有更好的安全性和效率。     

WSN中基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议

针对无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)群组密钥协商协议计算开销较大的问题,提出一种基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议。在系统初始化阶段,协议通过无证书加密体制的密钥生成中心生成节点部分私钥,各个节点依据秘密值与对应的部分密钥相乘产生私钥;在节点认证阶段,协议基于椭圆曲线上的点乘运算提出节点认证机制,利用节点的部分私钥与具有身份信息的临时公钥进行点乘运算来确定节点的身份信息;在生成会话密钥阶段,通过点乘运算生成会话密钥,以降低节点的计算开销。最后,分析了协议的计算开销和通信开销。结果表明,所提出的群组密钥协商协议能保证群组节点通信的安全性,并有效降低群组节点通信的计算开销。     

基于身份的增强三方认证密钥协商协议

现有的三方认证密钥协商协议安全性低且计算开销较大,提出一种基于身份的增强三方认证密钥协商协议。新协议在实现密钥协商基本安全属性的同时,利用短签名和时间戳技术进一步提高安全性。分析表明,增强协议能满足现有已知的三方密钥协商安全属性,且仅需两次双线性对运算,计算开销更低。此外,提出更强的抗密钥泄露伪装属性,首次指出陈浩等人以及陈家琪等人方案存在重大缺陷。     

基于m叉树与DH协议的组密钥协商协议

为在动态对等通信环境下提高群组密钥协商的高效性与可扩展性,提出一种将m叉树结构与DH协议有机结合的组密钥协商协议。该协议与TGDH协议相比,通过采用m叉树结构,降低树的高度,减少计算量,与GDH协议相比,通过采用逐层式协商,降低通信开销。采用可变m叉树平衡该协议的计算开销与通信开销,使之同时适用广域网与局域网环境。     

基于m叉树与DH协议的组密钥协商协议

为在动态对等通信环境下提高群组密钥协商的高效性与可扩展性,提出一种将m叉树结构与DH协议有机结合的组密钥协商协议。该协议与TGDH协议相比,通过采用m叉树结构,降低树的高度,减少计算量,与GDH协议相比,通过采用逐层式协商,降低通信开销。采用可变m叉树平衡该协议的计算开销与通信开销,使之同时适用广域网与局域网环境。     

一种无线切换认证协议的性能改进*

切换认证协议是确保移动节点在无线网络中多个接入点之间进行快速安全切换的关键。在设计切换认证协议时,必须充分考虑移动节点计算、存储能力低以及电池容量小等特点。针对无线局域网的切换认证协议HashHand双线性对运算消耗资源大的缺陷,提出了一种新的快速切换认证协议。该协议不使用对运算,仅使用加法群的点乘运算替代,提高了协议的效率。并且具有用户匿名性与不可追踪性,有条件的隐私保护性。用户与认证服务器满足互认证性,能够安全地协商会话密钥并且周期性地更新。该协议能有效地抵制重放攻击和拒绝服务攻击。     

动态协作对等组中一种新的组密钥协商协议

动态协作对等组自身的特征使其安全机制面临着严峻的挑战。密钥协商机制则是构建安全的动态协作对等组的核心技术。提出了一种两方Weil对密钥协商协议(A-WGKA2),可以通过较少的步骤同时实现节点之间的密钥协商和认证。该协议具备如下性质：前向安全性;抵抗未知密钥共享;部分密钥泄露的安全性;抵抗密钥控制;抵抗使用泄露的密钥进行假冒攻击。在A-WGKA2协议的基础上,进一步提出了一个新的适用于动态协作对等组的组密钥协商协议(A-WGKAn)。该协议在具有较低的计算和通信开销的同时,实现了节点之间的相互认证,适用于动态协作对等组。     

基于隐私保护的可证明安全委托计算协议

通过云计算提供的委托计算服务能够为委托方节省大量的计算时间和计算成本,但如何保证委托计算的隐私性和可证明安全性是具有挑战性的问题。结合全同态加密和多线性映射技术的优势,提出基于隐私保护的可证明安全多元多项式委托计算协议。根据委托计算的输入输出隐私安全需求设计委托计算安全模型,通过多线性映射方案和全同态加密技术构造任意第三方可公开验证的委托计算协议,并在标准模型下基于多线性Diffie-Hellman困难性问题假设证明协议的安全性与隐私性。实验与性能分析结果表明,该协议可保证安全性,同时能够减少计算成本,满足大数据环境下委托计算模式的应用需求。     

一种基于属性环签名的高效匿名证明协议

远程证明是可信计算领域中亟待突破的重要问题。结合二进制证明和基于属性的证明,应用环签名思想提出了一种简单、高效的匿名远程证明协议。该协议不需要属性证书,也不需要AIK证书,它通过借助一个离线可信第三方,应用可信计算绑定和密封机制,采用基于双线性对的属性环签名,同时实现了平台的身份证明和完整性状态证明。分析和实验表明,该协议具有不可伪造性、平台身份匿名性、配置隐私保护性和抗共谋性,并具有很高的运行效率;与现有典型的基于双线性对证明协议相比,签名长度减少了79.73%,所需验证的双线性对减少了50.00%,很好地解决了一直困扰可信计算中的远程证明和效率问题。     

基于智能卡的无证书离线电子现金方案

无证书密码体制避免了基于PKI密码体制的证书管理负担和基于身份密码体制的密钥托管问题。提出一种无证书的部分盲签名机制,并以此为基础,使用部分盲签名产生电子货币,利用智能卡防窜改技术防止电子货币的重复消费行为,设计了一种无证书的离线电子现金方案。新的部分盲签名机制是可证明安全的,仅需要三次对运算,计算性能较优。电子现金方案无须电子银行在线支持,在实现预付电子现金的同时能有效防止重复消费,并且计算开销和通信开销都低于其他无证书电子现金方案,可适用于移动电子支付场景。     

基于方向码的旋转不变模板快速匹配方法

将图像梯度方向应用于旋转不变性模板匹配时存在计算量较大的问题,由此提出一种改进的基于梯度方向码的旋转不变模板匹配方法,通过计算积分直方图降低统计直方图的计算量,采用像素跳跃的匹配方法减少大量无效的匹配运算。实验结果表明,该方法在保证匹配准确性的前提下,匹配速度提高了3倍至6倍,可以达到实时性要求。