基于CPK的TLS握手协议的设计与研究

TLS协议作为当今应用最广泛的传输层安全协议,受到了人们的极大关注,但是其自身存在证书管理复杂、握手交互过多和安全缺陷等诸多问题。对TLS握手协议分析和研究,并结合基于身份的组合公钥密码体制(CPK)的特点,提出了基于CPK的握手协议方案。通过对其安全性分析和基于串空间模型理论的形式化证明,证明了该方案的安全可靠性高。在相同安全条件下进行仿真,实验结果显示与原方案对比该方案具有握手交互次数少、鉴别简捷、建立可信连接过程简单、高效等明显优点。     

军网身份鉴别协议设计与分析

为了适应军网上应用系统高安全性和高效率的身份鉴别要求,考虑军网身份鉴别的作用对象主要为基于用户/服务器方式的访问服务,在分析了Kerberos鉴别协议和KryptoKnight身份鉴别协议特点的基础上,设计了一种新型的基于对称密钥加密体制军网身份鉴别协议。该协议对用户透明,简化了协议交换鉴别信息的步骤,大大提高了鉴别效率。经安全分析,协议能防止窃听攻击、重放攻击和假冒攻击等常见的各种攻击行为可能造成的安全威胁。该身份鉴别协议已经应用于军网分布式身份鉴别系统中。     

军网身份鉴别协议形式化分析

形式逻辑是一种抽象的逻辑证明工具,密码协议的形式逻辑证明技术日趋得到重视,人们采用形式逻辑分析方法发现了许多协议中存在的安全缺陷,它的实用性已经得到了充分证明。本文对目前较为常用的形式逻辑分析方法——BAN逻辑的形式化分析理论进行了介绍,在此基础上对军网身份鉴别协议进行了BAN逻辑描述,并对协议的安全性进行了理论分析与证明。结果为协议能正确传递鉴别双方的信任关系,协议设计上不存在冗余步骤。     

匿名鉴别的移动IP注册协议

为了解决移动IP注册过程中的用户匿名鉴别问题,提出了一个匿名鉴别的移动IP注册协议.移动用户采用Diffie-Hellman 密钥交换机制产生与家乡代理共享的动态会话密钥,并用它加密移动用户的真实身份,来构造注册请求消息中的临时身份标识符;家乡代理接收到临时身份标识符并进行解密得到移动用户的真实身份.由于每次注册请求消息中的临时身份标识符都不相同,从而实现了用户身份的匿名性和位置移动的不可跟踪性.该协议由公钥密码体制和共享密钥密码体制相结合来实现移动实体的鉴别.理论分析结果表明,该协议不仅实现了移动实体的鉴别,而且具有很强的匿名性;与彭华熹、冯登国提出的匿名无线认证协议比较,该协议减少了在移动用户端的运算负荷和时间.     

WTLS握手协议后向安全性分析及改进

通过应用π演算建模分析WTLS握手协议,得出其存在密钥泄露的缺陷,并加以改进。在密钥协商过程中使用幂运算处理随机数,并用RSA加密算法对所建立的预主密钥进行加密,以确保在私钥泄露的情况下,攻击者无法获取以后的会话密钥。利用ProVerif工具对改进后的WTLS握手协议进行验证,结果显示其满足后向安全性。     

电子商务中SSL协议的分析

电子商务(Electronic Commerce)是一种新型的商务活动,实现安全在线支付是电子商务的核心问题.安全电子交易协议(Secure Electronic Transaction,S E T)是目前电子商务的主要安全在线支付协议之一,它能使客户/服务器应用之间的通信不被攻击者窃听.安全套接层协议(Secure Sockets Layer Protocol,SSL)是目前电子商务的主要安全在线支付协议之一.本文就电子商务支付系统SSL协议的握手协议、记录协议以及SSL协议的安全性进行了一定的分析和研究.     

基于NPlab的H.530协议分析

针对H.530协议本身的安全漏洞,利用网络通信设计工具NPlab对H.530协议进行了来自于四种不同模型检测器的分析,并对OFMC检测模型所分析出的重放攻击的攻击路径和攻击过程进行分析,发现了H.530协议是不安全的,它有可能遭受来自攻击者的重放攻击.H.530协议是描述H.323协议多媒体移动环境安全规程的协议,本文提出通过增加有效的身份标识对H.530协议进行改进,从而更好地为H.323协议的多媒体移动环境提供安全保障.     

军网身份鉴别系统的设计与实现

基于对称密钥密码体制的军网身份鉴别系统,其主要特点是安全强度高,密钥采用集中管理方式,身份鉴别协议简洁,鉴别步骤少,密码处理量小,效率高,适合于局域网络环境下的身份鉴别。本文从系统的硬件组成和软件结构、密钥数据库和密码模块的设计、增强用户端安全性的措施等方面对军网域内身份鉴别系统设计与实现过程中的有关问题作了较详细的介绍。结合各个部分可能出现的安全漏洞,论述了增强系统安全性所采取的措施。军网身份鉴别系统满足了军网应用系统的安全需求。     

基于改进无证书公钥密码的轻量级DTLS协议设计

物联网在快速发展的同时,其数据交互容易遭受各种攻击.为了保证物联网传输层协议UDP传输数据的安全,在TLS协议架构基础上扩展形成了支持UDP数据报安全传输的DTLS（DatagramTLS）协议.现行的DTLS协议基于公钥证书密码体制,证书管理复杂、网络通信开销大,难以满足物联网等资源受限型网络的安全通信需求.本文提出一种基于离散对数的改进无证书公钥密码方案,设计了适应资源受限网络的轻量级DTLS协议,并基于嵌入式SSL库wolfSSL进行了协议实现.从通信开销和握手连接时间两方面,将本文提出的基于改进无证书公钥密码的DTLS协议分别与基于传统公钥证书的DTLS协议及基于身份标识的DTLS协议进行了对比实验.实验结果表明,在保证安全性的前提下,基于无证书的DTLS协议在通信开销和握手连接时间方面均优于基于公钥证书的DTLS协议和基于身份标识的DTLS协议.     

关于S-3PAKE协议的漏洞分析

通过分析一种基于CCDH假设的简单三方密钥交换协议(S-3PAKE协议),指出了该协议未对攻击者可能的身份进行全面考虑,缺乏完备认证机制的缺陷,阐明了当攻击者本身就是与服务器共享一对认证口令的合法用户时,该协议不能有效地抵抗在线口令猜测攻击,并提出了一种对S-3PAKE协议进行在线口令猜测攻击的具体方法。使用该方法,攻击者只需与服务器进行通信,即可对其他用户的口令进行猜测分析。     

安全高效的三因素远程身份认证协议

为有效提高远程身份认证协议的安全性能,将椭圆曲线、挑战/应答机制、生物特征、智能卡和口令认证技术相结合,提出了一种安全高效的三因素身份认证协议。协议采用椭圆曲线的点乘运算,既提升了安全性又降低了运算复杂度。认证双方使用挑战/应答机制的3次握手来实现双向认证,协议的认证过程引入随机数,并完成会话密钥协商。协议的安全性能基于Hash函数的单向性、椭圆曲线的离散对数难题和生物特征的安全特性。通过对多种已知攻击的形式化推演,证明该协议能抵御各种常见攻击,具有较高的安全性能。经仿真实验证明,协议具有更高的运算效率。     

基于身份认证密钥协商的分析与改进

针对标准模型下可证明安全的基于身份认证密钥协商协议给出了一种有效攻击,指出其无会话密钥托管的协议存在安全缺陷.当密钥生成器(PKG)被恶意控制时,协商的会话密钥仍能被计算出来.为了抵抗这种攻击,给出了一种改进的基于身份认证密钥协商协议. 改进的协议在标准模型下是可证明安全的,具有无会话密钥托管的属性.     

区块链环境下用户身份匿名的量子委托计算协议

在大数据背景下,数据安全与身份安全同等重要。其中,身份的盲性值得特别关注。为满足量子委托计算对数据与身份盲性的需求,提出一个在区块链环境下进行,能兼顾数据安全与身份安全的匿名量子委托计算协议。协议不依赖可信的第三方,用户能够匿名地参与委托计算协议,无需展示身份信息就可以完成委托的发送与结果的接收。在发送计算委托时,Alice使用环形网络对身份进行混淆以隐藏发送方。Bob使用受控量子隐形传态安全且匿名地反馈委托计算结果。另外,协议引入区块链技术协助第三方Charlie对用户的支付进行匿名审批。协议使用到的区块链与量子技术基本已实现,因此协议具有较高的可行性。进一步提出了改进协议,用户可以通过比对多委托方的计算结果来实现委托计算结果的可验证。该文提出的协议是一个面向大数据环境的实用协议框架,具有很好的迁移性。     

标准模型下基于无证书密钥封装的口令认证密钥交换协议

为确保协议的安全性,提出了一种标准模型下可证安全的口令认证密钥交换协议。利用无证书密钥封装机制来传递口令等用户身份验证信息;基于DDH(decision Diffie-Hellman)假设,在标准模型下证明了新协议的安全性。结果显示,该协议是前向安全的,可实现用户间的双向认证,能够有效地抵抗多种攻击。     

SET协议支付过程的符号模型检验

电子商务协议的安全性是电子商务健康发展的关键。随着SET协议应用的日益广泛,其安全性受到了业界的极大关注。分析、寻找SET协议安全隐患或证明其安全性,将有助于协议的进一步应用和发展。将模型检测应用于分析SET协议,给出SET协议支付过程的形式化模型和有限状态机模型,以及协议安全属性的CTL公式,并在网络环境被入侵者控制的假设下,基于SMV符号模型检测工具对协议进行了分析。结果表明,SET协议拥有保密性、完整性、认证性等电子商务安全需求属性。     

通用可组合安全的Internet密钥交换协议

通过对新一代Internet密钥交换协议(IKEv2)进行分析,指出了其初始交换过程中存在发起者身份暴露和认证失败问题.而在无线接入网络环境下,对发起者身份等敏感信息进行主动保护是十分必要的.提出了一种适用于无线网络环境下的Internet密钥交换协议,该协议让响应者显式地证明自己的真实身份,实现了对发起者主动身份保护.并通过重新构造认证载荷,有效防止了认证失败问题.在通用可组合安全模型下,证明了该协议达到了通用可组合安全.性能分析和仿真实验表明,该协议具有较少的计算量和通信量.     

物联网中基于非线性对的漫游认证协议研究

物联网中移动传感结点的漫游认证对于物联网的应用十分重要,一方面移动传感结点的运算能力有限,另外一个方面对物联网的安全需求越来越高。在漫游过程中为了实现快速接入,同时确保其安全性,本文提出一种基于非线性对的漫游认证协议,该协议不仅具有轻量性,同时兼顾高安全性和实际可用性。本文从理论的角度分析了该协议即满足漫游协议的一般安全性,又满足漫游过程中不可跟踪性;从计算量的角度分析了该协议的运算量,通过对比发现该协议运算量较低;最后从模拟实验的角度分析该协议在复杂网络环境下的稳健性,从实验数据分析,该协议在中度恶劣环境下其稳健性较好。     

轻量级RFID双向认证协议设计与分析

针对低成本RFID系统常用的基于Hash运算认证协议的安全性进行研究,分析了该类协议存在的安全缺陷和不足,给出设计低成本RFID认证协议满足安全需求的思路,提出了一种轻量级的RFID双向认证协议,运用BAN逻辑的形式化分析方法,对该协议的安全性进行证明。结果显示,该认证协议能满足RFID应用中面临的机密性、完整性和可追踪性的安全需求,可抵制跟踪、标签假冒、重放等攻击,弥补已有基于Hash运算的认证协议中存在的安全缺陷,更适合低成本RFID系统对应用安全的需求。     

基于双线性对和随机数的云计算环境匿名认证协议

针对云计算服务的高安全性要求,提出一种云计算环境下的匿名身份认证协议,给出了适用于身份认证的场景模型。协议中使用双线性对构造用户动态身份,引入随机数代替时间戳,解决了传统基于时间戳机制方案的时钟同步问题。协议基于离散对数计算困难性和哈希函数的不可逆性实现双向认证,具有安全性强、效率高等特点,可应用于对用户隐私保护要求较高的分布式云计算环境。