可实现丰富认证策略的两方属性基会话密钥协商协议

为解决云环境中基于传统属性基加密技术会话密钥协商协议的数据访问策略不能反映跨多个属性之间复杂关系,导致其用户认证能力和灵活性不足问题,提出一种基于附加属性关系条件的线性密钥分享方案的用户认证结构,并基于该结构构造了一种属性基会话密钥协商协议。该协议提供了更加通用的基于用户属性的认证策略,同时维护了其模糊身份认证特性,实现对满足复杂属性关系条件的用户之间交换会话密钥。该协议在基于属性的Blake-Johnson-Menezes（BJM）模型、选择访问结构安全模型和判定性q-并行双线性Diffie-Hellman指数（q-PBDHE）假设下证明了该协议的安全性。通过实验比较分析类似协议的性能,结果表明该协议在包含较多复杂属性条件认证场景中使用具有较高效率,具有广泛的应用场景。     

一种强安全性的多密钥交换协议

当前的两方多密钥交换协议都不能抵抗临时密钥泄露攻击.针对该问题,基于双线性对提出一种新的两方认证密钥交换协议.协议中参与会话的2个用户通过一次会话可以生成4个不同的会话密钥.分析结果表明,该协议可以抵抗临时密钥泄露攻击,与已有同类协议相比,具有更强的安全性,能实现双向认证功能.     

基于环上误差学习问题的新型后量子认证密钥交换协议

针对量子计算机技术的迅速发展使得传统公钥密码体制的安全性面临严重威胁的现实性问题,提出一种新型的基于环上误差学习（RLWE）问题的后量子认证密钥交换协议。协议通过使用Peikert式误差协调机制,双方通过计算可直接得到均匀分布的共享比特值,从而使得通信双方得到相同的会话密钥。使用理想格上的解码基对协议正确性进行了分析,并设置合理参数从而保证协议双方以显著概率得到相同密钥值。该协议在BR （Bellare-Rogaway）模型下可证明安全并达到弱的完美前向安全性。协议安全性归约为格上RLWE困难问题,可抵御量子攻击。与现有基于RLWE问题设计的认证密钥交换协议相比,该协议中参数值模数的大小由亚指数级降低至多项式级,相应计算量和通信量显著减小,是一种更加简洁高效的后量子认证密钥交换协议。     

基于RLWE的生物特征认证密钥交换协议

在后量子密码学中,针对密钥交换协议存在口令容易丢失以及难以实现相互认证的安全缺陷,提出了一个新的基于环上误差学习的生物特征认证密钥交换协议。该协议根据环上误差学习问题构造的密码体制具有密钥及密文尺寸短、运行效率高等优势,并采用生物特征和口令作为长期密钥,同时通过Peikert式错误协调机制从各自的环元素中协调出随机均匀的会话密钥,实现了服务器对客户的显式认证。性能分析结果表明,该方案可抵抗用户假冒攻击,安全属性更高,提高了通信效率。     

基于BB84与椭圆曲线的数字签名方案

利用BB84协议在量子密钥分配过程中的安全性与椭圆曲线加密体制在经典加密算法中的优越性相结合，提出了一种基于BB84协议和椭圆曲线的数字签名方案，该方案利用量子密钥作为会话密钥从而使得签名过程高效、简易，此会话密钥在密钥分配过程中具备的可证明安全性与椭圆曲线加密体制的安全性相结合对该数字签名方案提供了双重安全保护，同时可以达到互相认证的效果。     

基于身份可证安全的双方密钥协商协议*

针对双方认证和密钥协商协议中会话双方属于不同密钥产生中心的情况,利用双线性对性质和BDH假设,基于可证安全的eCK模型提出一种基于身份可证安全的双方密钥协商协议。该协议从测试会话在随机谕示模型中是否存在相应的匹配会话两个方面,对提出的协议方案进行了安全性证明：若BDH假设不可解,则本方案是安全的认证密钥协商协议。     

一种新型基于Binary-LWE的认证密钥交换协议

为了设计一种基于格困难问题的强安全认证密钥交换协议,分析了DXL12和DXL14方案中缺少认证功能导致容易遭受中间人攻击等缺陷,提出一种基于Binary-LWE的认证密钥交换协议。该协议具有两轮消息交互,不依赖于数字签名提供隐式密钥认证,并采用2012年Micciancio和Peikert在欧密会上提出的陷门函数来提供双方认证功能。在随机语言机模型下将安全性直接建立在Binary-LWE问题的困难性假设上,具有前向安全性、抗中间人攻击、抗冒充攻击等安全属性。由于该方案的安全性是基于格上困难问题,所以可以抵抗量子攻击。     

公平认证密钥交换协议的安全模型与模块化设计

传统的密钥交换协议通常假定合法通信双方都是可信的,然而很多现实应用都要求通信双方在互不信任的环境中执行认证密钥交换协议,为此本文提出了公平认证密钥交换(FAKE)的思想:除了具有一般认证密钥交换协议的基本特点外,通过客户在协议会话中预先植入"会话证据",使得在不揭示会话证据的前提下,合法通信双方均可以否认会话的发生;一旦客户方揭示会话证据,则协议会话记录就会与通信双方的身份绑定.该思想为解决网络服务中保护个人隐私与处理网络服务纠纷的矛盾提供了一种切实可行的技术解决思路.文中系统规划了公平认证密钥交换协议的形式化安全模型,纠正了Kudla关于并发签名公平性安全模型存在的错误之处,利用并发签名具体构造了一个公平认证密钥交换协议,并在随机预言模型(ROM)中证明了该协议满足mBJM-AK安全性、条件可否认性以及公平性.     

基于D-H密钥交换协议的用户认证方案

分析指出Liaw等人的远程用户认证方案(Mathematical and Computer Modelling,2006,No.1/2)容易受到重放攻击和中间人攻击,并且密码修改阶段和注册阶段存在安全漏洞,在此基础上提出一个基于D-H密钥交换协议的远程用户认证方案.理论分析结果表明,该方案可以抵抗假冒攻击、重放攻击、中间人攻击,安全地实现相互认证及会话密钥生成.     

基于RSA的网关口令认证密钥交换协议

网关口令认证密钥交换协议是一个三方协议,使得用户和网关在服务器的协助下建立起一个安全的会话密钥,从而实现用户和网关之间的安全通信.已有的网关口令认证密钥交换协议都是基于Diffie-Hellman密钥交换设计的.利用张木想所设计的PEKEP协议,提出了基于RSA体制的可证明安全的网关口令认证密钥交换协议.在随机预言模型...     

Cybertwin中的格上生物特征认证密钥交换协议

针对基于Cybertwin的网络架构中通信双方存在信道安全以及隐私保护的问题,提出新的格上认证密钥交换协议。使用生物特征认证技术实现Cytertwin服务下的用户实名制登录和强身份认证需求,保证Cybertwin服务对用户网络行为的审计和追踪。通过引入通信方身份信息构造格上抗碰撞哈希函数,使身份信息在公共信道传输过程中能够应对量子威胁,同时满足用户匿名性和不可追踪性。最后基于RLWE问题设计了新的和解机制,通过两轮交互共享安全会话密钥。协议在BPR模型下满足理论可证明安全,具有抗量子攻击、抗临时秘密值泄露攻击、抗生物特征猜测攻击等安全特性。仿真实验表明该协议计算和通信开销适用于Cybertwin服务下数量庞大的终端互连需求。     

An efficient and security dynamic identity based authentication protocol for multi-server architecture using smart cards

Generally, if a user wants to use numerous different network services, he/she must register himself/herself to every service providing server. It is extremely hard for users to remember these different identities and passwords. In order to resolve this problem, various multi-server authentication protocols have been proposed. Recently, Sood et al. analyzed Hsiang and Shih's multi-server authentication protocol and proposed an improved dynamic identity based authentication protocol for multi-server architecture. They claimed that their protocol provides user's anonymity, mutual authentication, the session key agreement and can resist several kinds of attacks. However, through careful analysis, we find that Sood et al.'s protocol is still vulnerable to leak-of-verifier attack, stolen smart card attack and impersonation attack. Besides, since there is no way for the control server CS to know the real identity of the user, the authentication and session key agreement phase of Sood et al.'s protocol is incorrect. We propose an efficient and security dynamic identity based authentication protocol for multi-server architecture that removes the aforementioned weaknesses. The proposed protocol is extremely suitable for use in distributed multi-server architecture since it provides user's anonymity, mutual authentication, efficient, and security.     

Provably secure three-party password authenticated key exchange protocol in the standard model

Three-party password authenticated key exchange protocol is a very practical mechanism to establish secure session key through authenticating each other with the help of a trusted server. Most three-party password authenticated key exchange protocols only guarantee security in the random oracle model. However, a random oracle based cryptographic construction may be insecure when the oracle is replaced by real function. Moreover, some previous unknown attacks appear with the advance of the adversary capability. Therefore, a suitable standard model which can imitate a wider variety of attack scenarios for 3PAKE protocol is needed. Aim at resisting dictionary attack, unknown key-share attack and password-compromise impersonation attack, an expanded standard model for 3PAKE protocol is given. Meanwhile, through applying ElGamal encryption scheme and pseudorandom function, a specific three-party password authenticated key exchange protocol is proposed. The security of the proposed protocol is proven in the new standard model. The result shows that the present protocol has stronger security by comparing with other existing protocols, which covers the following security properties: (1) semantic security, (2) key privacy, (3) client-to-server authentication, (4) mutual authentication, (5) resistance to various known attacks, and (6) forward security.     

基于百万富翁算法的口令认证密钥交换协议

口令认证密钥交换（PAKE）协议由于其便于记忆、运行成本低等特点受到广泛关注。文章在百万富翁协议算法的基础上,通过简化和改进,提出一种口令认证的密钥交换协议。该协议使用一个低熵的口令进行双方的认证,并得到一个高熵的密钥。文章同时分析了该协议对抵御中间人攻击和离线字典攻击的安全性。     

An efficient client–client password-based authentication scheme with provable security

Recently, Tso proposed a three-party password-based authenticated key exchange (3PAKE) protocol. This protocol allows two clients to authenticate each other and establish a secure session key through a server over an insecure channel. The main security goals of such protocols are authentication and privacy. However, we show that Tso’s protocol achieves neither authentication goal nor privacy goal. In this paper, we indicate that the privacy and authentication goals of Tso’s protocol will be broken by off-line password guessing attack and impersonation attack, respectively. To overcome the weaknesses, we propose an improved 3PAKE protocol to achieve more security and performance than related protocols. The security of the proposed improved protocol is proved in random oracle model.     

基于移动端协助的硬口令认证密钥交换协议

针对现有口令认证密钥交换协议易受各种网络攻击,影响用户私密信息安全的问题,提出一种基于移动端协助的硬口令认证密钥交换协议,在移动端的辅助下,允许用户使用单一口令建立与服务器之间的安全会话。协议中,用户无须记忆任何复杂的私钥信息,即使移动设备丢失、被盗或遭受恶意软件侵袭,也不会损害用户信息。安全性和性能分析表明,协议明显降低了服务器的计算消耗,大大提高了用户私密信息的安全性,可以抵御字典攻击、中间人攻击等的影响,减轻用户记忆负担,缓解存储压力,易于部署。     

在线交换密钥的挑战-应答身份认证协议及其形式化验证

身份认证协议保障应用系统安全的同时,还能够提供在线交换密钥功能,是很多网络应用系统为解决身份认证方案提出的新需求。针对这个问题,本文基于共享密钥提出一种新的基于挑战-应答机制的在线交换密钥新方案,并详细分析了新方案的交互过程及其安全性证明,并进行了模拟实现。BAN逻辑证明,该方案保证高安全的同时提供了密钥交换功能,协议达到了认证目标。     

基于有限计算端的双向认证密钥交换协议

身份认证和密钥交换技术是保证无线通信安全的重要手段。针对非接触式智能卡的需求,提出一种基于有限计算能力的相互认证密钥交换协议。在随机预言模型下证明该协议的安全性,结果表明,该协议可有效抵抗重放攻击、中间人攻击和交错攻击,计算量较小,实用性较高。     

可证明安全的后量子两方口令认证密钥协商协议

口令认证密钥协商可以在客户机和服务器之间建立安全的远程通信,且可以将一个低熵口令放大为一个高熵的会话密钥。然而,随着量子计算技术的快速发展,基于大数分解和离散对数等经典数学难题的PAKA协议面临着严峻的安全挑战。因此,为了构建一个高效安全的后量子PAKA协议,依据改进的Bellare-Pointcheval-Rogaway(BPR)模型,提出了一个基于格的匿名两方PAKA协议,并且使用给出严格的形式化安全证明。性能分析结果表明,该方案与相关的PAKA协议相比,在安全性和执行效率等方面有一定优势,更适用于资源受限的物联网(Internet of Things, IoT)智能移动设备。     

抗同步化攻击的轻量级RFID双向认证协议

针对现有的RFID认证协议在安全认证过程中,由于协议的设计缺陷,导致协议安全性不足的问题,提出了一种利用同步化随机数以及PUF改进的轻量级RFID认证协议。首先提出了一种对RFID协议的去同步化攻击方法,并分析其原因;然后通过在标签和读写器两端设置一个同步化随机数,增强协议抗去同步化攻击的能力;最后,在标签中引入了PUF,通过PUF的不可克隆性提高了标签密钥的抗攻击能力。分析结果表明,新协议能有效地抵抗多种攻击,在保证一定效率和开销的同时具有更高的安全性。