一种基于IBE算法的ZigBee网络加密方法

ZigBee是一种近距离、低速率、低功耗、低成本的无线传输技术。针对ZigBee网络的对称密钥体系在密钥分配和管理方面仍存在的局限性,提出了基于身份标识加密算法的密钥分配和管理方案。仿真平台TinyOS的实验结果表明基于身份标识加密算法在增强ZigBee网络的安全的同时,减少了密钥数量,为ZigBee网络加密提供了新的手段。     

移动ad hoc网络预分配非对称密钥管理方案

为了降低移动ad hoc网络非对称密钥管理中的通信开销,基于组合公钥思想,将ElGamal方案与预分配密钥方式相结合,提出一种基于身份的预分配非对称密钥管理方案(PAKMS)。该方案通过私钥生成中心为节点预分配主密钥子集及基于时间获得节点密钥更新的方式,从方法上降低了移动ad hoc网络非对称密钥管理中的通信开销;私钥生成中心为节点预分配主密钥子集的方式也使节点在网络运行阶段不再依赖私钥生成中心为节点分配和更新密钥。由此,弱化了基于身份密钥管理中存在的私钥托管问题对网络安全的影响。与典型方案对比分析表明,该方案在提供节点密钥更新服务的情况下能够有效降低网络通信开销。此外,对方案的安全性进行了详细证明。     

基于层级化身份的可证明安全的认证密钥协商协议

目前基于身份的认证密钥协商协议均以单个私钥生成器(PKG)为可信第三方,但这种系统结构难以满足身份分层注册与认证需求。该文以基于层级化身份的加密(HIBE)系统为基础重构了私钥的组成元素,并利用椭圆曲线乘法循环群上的双线性映射提出一个基于层级化身份的认证密钥协商协议,为隶属于不同层级的云实体提供了安全的会话密钥协商机制。基于CDH(Computational Diffie-Hellman)与GDH(Gap Diffie-Hellman)假设,该文证明了新协议在eCK模型下具有已知密钥安全性、前向安全性和PKG前向安全性,并且能够抵抗基于密钥泄露的伪装攻击。     

基于PON网络的安全量子VPN方案

该文提出了一个新的无源光网络PON组成模型。利用该模型设计了一个具有身份认证功能的高效量子密钥分配方案,以满足无源光网络中光线路终端对光网络单元的身份认证和两者间的相互量子密钥分配,以及实现光虚拟专用网内部光网络单元间的量子密钥分配。安全性分析和实验方案表明了该协议的绝对安全性和可行性。将共享密钥作为通信双方的会话密钥,对内部传输数据进行加密,最终实现量子虚拟专用网。     

标准模型下增强的基于身份的认证密钥协商协议

密钥抽取是密钥协商协议的一个重要环节,该文指出2007年王圣宝等人提出的标准模型下基于身份的认证密钥协商协议在该环节存在重要缺陷;并根据密钥抽取函数的不同功能,将标准模型下密钥抽取细化为随机提取和密钥抽取两个步骤,并基于Kiltz等人提出的基于身份的加密方案,设计了一个新的认证密钥协商协议IBAKE,其安全性证明规约更严谨,协议执行效率更高。     

在椭圆曲线域中基于身份认证的移动ad hoc密钥管理框架

提出一种建立在椭圆曲线域上的基于双向身份认证的移动adhoc密钥管理框架。框架中的门限方案增强了系统的健壮性，基于身份的双向认证方案确保了交互节点身份的真实性，从而能将恶意仿冒节点和恶意发送虚假信息节点快速从系统中分离出来。     

一种新的三方认证密钥协商协议

目前大部分基于身份的三方认证密钥协商协议都存在安全缺陷,文中在Xu等人提出的加密方案的基础上,设计了一种基于身份的三方认证密钥协商协议.该协议的安全性建立在BDDH假设基础上,经安全性分析,协议具有已知密钥安全,PKG前向安全,并能抵抗未知密钥共享攻击和密钥泄露伪装攻击,因此该协议是一个安全的三方密钥协商协议.     

基于多因子的ZigBee安全认证机制

针对ZigBee网络节点入网认证机制中存在认证机制不完善、协调器的负载过大的不足,设计了基于多因子的ZigBee安全认证机制,以特定周期更新的新鲜因子并将其与节点硬件信息绑定,匹配节点上传的密钥信息因子和配置因子完成身份认证以防止非法节点入网对整个网络造成危害。安全性分析及测试结果表明,该机制在保证网络节点入网安全的前提下实现了协调器的负载均衡,改善了其综合性能。     

基于动态身份远程用户认证方案的研究

针对基于动态身份远程用户认证,可有效防止用户关键信息泄露,保证已认证用户通过授权获取网络服务.针对Wen-Li提出的基于动态身份远程用户认证与密钥协商方案进行安全性分析,指出该方案存在安全缺陷,可能导致泄露用户部分关键信息,进而遭受网络攻击.在保留Wen-Li方案优点基础上提出一种改进的远程用户认证方案,重新设计了认证过程中的会话密钥和密钥确认消息,与Wen-Li方案相比,改进方案能够抵御中间人攻击以及盗窃智能卡攻击,并增强了方案的前向安全性.     

面向WSN的双向认证与密钥协商方案设计

由于无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）节点计算能力等资源受限，如何使用较少的计算量实现节点间的认证与密钥协商以保证通信安全一直是研究的热点。针对基于对称密码的认证方案网络扩展性较差、密钥更新困难的问题，以及基于非对称密码的认证方案计算资源开销大的问题，面向WSN安全需求，提出了一种基于身份的非双线性节点认证与密钥协商方案，以椭圆曲线密码算法（Elliptic Curve Cryptography,ECC）为基础，实现了通信节点之间的双向认证、会话密钥协商、确认和更新。分析表明，方案可以满足无线传感器网络节点密钥协商过程所需的几种典型的安全属性，且在资源消耗上有所优化。     

基于格理论的装备保障信息网络快速身份认证方案

量子算法和量子计算机对装备保障信息网络的认证方案已构成严重的潜在威胁。针对当前装备保障信息网络身份认证方案无法抵抗量子计算机攻击、认证效率相对较低的问题,引入格理论的本原格抽样算法和双峰高斯抽样技术,提出了装备保障信息网络在量子环境下安全且快速的身份认证方案,给出了方案的正确性、安全性的理论证明以及方案运行效率的比较分析。结果表明,基于随机预言机证明模型,该方案在小整数解问题困难性假设下达到了适应性选择身份和选择消息攻击的存在性不可伪造性;在保证安全的前提下,新方案在私钥提取阶段和身份认证阶段的运行效率均高于已有的几个同类格基身份认证方案。这为提高我国装备保障信息网络安全认证能力提供了新的思路和方法。     

Grid authentication from identity-based cryptography without random oracles

As a critical component of grid security, secure and efficient grid authentication needs to be well addressed. However, the most widely accepted and applied grid authentication is based on public key infrastructure （PKI） and X.509 certificates, which make the system have low processing efficiency and poor anti-attack capability. To accommodate the challenge of grid authentication, this article aims at designing a secure and efficient method for grid authentication by employing identity-based cryptography （IBC）. Motivated by a recently proposed secure and efficient identity-based encryption （IBE） scheme without random oracles, an identity-based signature （IBS） scheme is first proposed for the generation of private key during grid authentication. Based on the proposed IBS and the former IBE schemes, the structure of a novel grid authentication model is given, followed by a grid authentication protocol described in detail. According to the theoretical analysis of the model and the protocol, it can be argued that the new system has improved both the security and efficiency of the grid authentication when compared with the traditional PKI-based and some current IBC-based models.     

对一个基于身份签密方案的分析与改

基于身份的签密方案计算开销小,密钥管理简单,适用于保证信息的保密性和认证性。Zhang等提出了一个高效的基于身份签密方案,并在随机预言模型下证明了该方案的安全性。通过分析发现Zhang等的签密方案存在缺陷,针对缺陷提出了相应的改进方案,并且基于随机预言模型证明了新方案的安全性。理论分析和实验仿真证明,所提方案计算复杂度低,适合于实际应用。     

ID-based authentication scheme combined with identity-based encryption with fingerprint hashing

Current identity-based （ID） cryptosystem lacks the mechanisms of two-party authentication and user＇s private key distribution. Some ID-based signcryption schemes and ID-based authenticated key agreement protocols have been presented, but they cannot solve the problem completely. A novel ID-based authentication scheme based on ID-based encrypfion （IBE） and fingerprint hashing method is proposed to solve the difficulties in the IBE scheme, which includes message receiver authenticating the sender, the trusted authority （TA） authenticating the users and transmitting the private key to them. Furthermore, the scheme extends the application of fingerprint authentication from terminal to network and protects against fingerprint data fabrication. The fingerprint authentication method consists of two factors. This method combines a token key, for example, the USB key, with the user＇s fingerprint hash by mixing a pseudo-random number with the fingerprint feature. The security and experimental efficiency meet the requirements of practical applications.     

基于测量设备无关协议的量子身份认证方案

借助测量设备无关量子密钥分配协议的安全性,提出了测量设备无关的量子身份认证协议。在此协议下,认证中心和认证方以共享密钥加密认证信息和认证密钥,将其发送至第三方进行贝尔态测量以提取安全的认证信息,实现认证中心对认证方有效认证,并更新共享密钥。分析协议性能显示,系统在不同攻击下认证过程是安全且有效的。     

NTRU格上高效的身份基线性同态签名方案

针对现有的格上身份基线性同态签名方案密钥存储量大、结构复杂导致方案实际运行效率相对偏低的问题,提出了一个NTRU(Number Theory Research Unit)格上高效的身份基线性同态签名方案。首先在密钥生成阶段利用NTRU密钥生成算法产生主密钥,接着采用格基委派算法给出身份签名私钥,最后运行NTRU格上原像抽样算法产生出线性同态签名。对方案的安全性证明与性能分析结果表明,新方案满足正确性,具有弱内容隐私性。在随机预言机模型下,该方案在小整数解问题困难性条件下满足适应性选择身份和选择消息的存在性不可伪造性。同时,由于采用NTRU格的特殊结构,新方案在密钥量与运行效率方面与已有方案相比较均具有显著的优势,这对于计算资源受限环境的同态认证中具有重要的应用价值。     

普适环境中基于一次性公钥的匿名认证方案

提出一种基于身份的一次性公钥及签名算法,与现有算法相比,该算法具有较小的计算和通信开销。基于该算法设计了一种普适环境中的匿名认证方案,当用户进行恶意操作时,服务提供者通过和可信中心合作可以揭示恶意用户身份。方案在提供强匿名性的同时,可有效防止用户进行恶意活动。     

移动漫游中强安全的两方匿名认证密钥协商方案

由于低功耗的移动设备计算和存储能力较低,设计一种高效且强安全的两方匿名漫游认证与密钥协商方案是一项挑战性的工作.现有方案不仅计算开销较高,而且不能抵抗临时秘密泄露攻击.针对这两点不足,提出一种新的两方匿名漫游认证与密钥协商方案.在新方案中,基于Schnorr签名机制,设计了一种高效的基于身份签密算法,利用签密的特性实现实体的相互认证和不可追踪;利用认证双方的公私钥直接构造了一个计算Diffie-Hellman（Computational Diffie-Hellman,CDH）问题实例,能抵抗临时秘密泄露攻击.新方案实现了可证明安全,在eCK（extended Canetti-Krawczyk）模型基础上,探讨两方漫游认证密钥协商方案安全证明过程中可能出现的情形,进行归纳和拓展,并给出新方案的安全性证明,其安全性被规约为多项式时间敌手求解椭圆曲线上的CDH问题.对比分析表明：新方案安全性更强,需要实现的算法库更少,计算和通信开销较低.新方案可应用于移动通信网络、物联网或泛在网络,为资源约束型移动终端提供漫游接入服务.     

Cryptanalysis and Enhancement of an Anonymous Self-Certified Key Exchange Protocol

Authentication protocols with anonymity have gained much popularity recently which allows users to access any public network without compromising their identity. Several key exchange protocols have been proposed in the literature using either public key infrastructure or identity-based cryptosystem. However, the former suffers from heavy computation cost and latter fails to prevent key escrow problem. Recently, Islam et al. have proposed a self-certified authenticated key agreement protocol based on ECC which removes the above limitations. However, through careful analysis, we found that their scheme lack anonymity and vulnerable to trace the attack, clogging attack, and fails to prevent the replay attack. To overcome these weaknesses, we propose an anonymous self-certified authenticated key exchange protocol by including the required security features. The scheme is formally proved using Automated Validation of Internet Security protocols and Applications software. Also, the formal authentication proofs using Burrows–Abadi–Needham logic ensures successful authentication. Furthermore, the performance analysis demonstrates that the proposed scheme accomplishes less computational cost and is applicable to a client–server architecture.