具有强匿名性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允许用户和网关在服务器的协助下建立起一个共享的会话密钥,其中用户和服务器之间的认证通过低熵的口令来完成.已有的网关口令认证密钥交换协议对用户的匿名性研究不足.该文基于Diffie-Hellman密钥交换提出了具有强匿名性的网关口令认证密钥交换协议,并且在随机预言模型下基于标准的DDH假设证明了协议的安全性.新协议可以抵抗不可检测在线字典攻击并且计算效率高,安全性和计算效率都优于已有的同类协议.     

标准模型下网关口令认证密钥交换协议的通用框架

网关口令认证密钥交换协议允许用户和网关在服务器的协助下建立起一个共享的会话密钥.网关口令协议适用于无线通信环境,如GSM和3GPP等.已有的网关口令认证密钥交换协议大多缺乏严格的安全证明,或者是在随机预言模型下证明安全的.该文采用模块化的设计方法提出了在标准模型下构造网关口令协议的通用框架.通用框架可以实现双向认证并且能够抵抗不可检测在线字典攻击,因此具有更强的安全性.利用DDH假设、二次剩余假设和N次剩余假设对通用框架进行实例化可以得到不同的标准模型下可证明安全的网关口令协议.     

对两个口令认证密钥交换协议的安全性分析

口令认证密钥交换协议使得仅共享低熵口令的用户可以通过不安全的信道安全地协商出高熵的会话密钥,由于实用性较强受到了密码学研究者的广泛关注。对最近在“标准模型下高效的基于口令认证密钥协商协议”一文中提出的协议以及在“基于验证元的三方口令认证密钥交换协议”一文中提出的协议进行了分析,指出这两个口令认证密钥交换协议都是不安全的,难于抵抗离线字典攻击,进一步分析了原协议设计或安全性证明中被疏忽之处。     

标准模型下高效的三方口令认证密钥交换协议

三方口令认证密钥交换协议允许两个分别与服务器共享不同口令的用户在服务器的协助下建立共享的会话密钥,从而实现了用户间端到端的安全通信.现阶段,多数的三方口令认证密钥交换协议都是在随机预言模型下可证明安全的.但在实际应用中,利用哈希函数对随机预言函数进行实例化的时候会给随机预言模型下可证明安全的协议带来安全隐患,甚至将导致协议不安全.以基于ElGamal加密的平滑投射哈希函数为工具,在共同参考串模型下设计了一种高效的三方口令认证密钥交换协议,并且在标准模型下基于DDH假设证明了协议的安全性.与已有的同类协议相比,该协议在同等的安全假设下具有更高的计算效率和通信效率,因此更适用于大规模的端到端通信环境.     

一个前向安全的基于口令认证的三方密钥交换协议

目前,文献中提出的基于口令认证的密钥交换协议,很多都是针对两方的情形设计的,即通信双方为客户与服务器,它们通过一个预先共享的口令来进行认证的密钥交换.随着现代通信环境的快速变化,需要能为任意客户间构建一个端到端的安全信道,这种应用的情形与那些文献中所考虑的有很大区别.针对这种情形,文中提出了一个可证前向安全的基于口令认证的三方密钥交换协议,使通信双方在认证服务器的帮助下能相互进行认证并建立一个会话密钥.与前人提出的基于口令认证的三方密钥交换协议相比,该协议在计算代价和通信代价上都较有效,因而更适用于资源受限的环境.此协议的安全性是在口令型的选择基Gap Diffie-Hellman问题难解的假设前提下在随机谕示模型下证明的.     

基于不同口令认证的跨域组密钥协议

近年来关于基于口令认证的密钥交换协议(PAKE)进行了广泛的研究,基于口令认证的组密钥交换协议已成为安全协议研究的焦点问题.Byun等人也先后提出了基于不同口令认证的跨域环境下端到端的两个客户之间的PAKE(C2C-PAKE)密钥交换协议.然而在实际应用中,往往还需要在多个客户或客户组之间建立安全的通信信道.因此,提出了基于不同口令认证的跨域组间密钥交换协议,该协议将Zhiguo Wan等人所提出的nPAKE+协议扩展到了两个域,实现了两个域中的客户组在域服务器的协助下,建立域间共享的组会话密钥的过程,并给出了安全分析和执行效率的代价分析.     

基于混沌映射的用户匿名三方口令认证密钥协商协议

在基于混沌的三方口令认证密钥协商协议中,用户通过低熵的口令实现相互认证和共享会话密钥,以避免在身份认证过程中公钥基础设施或存储用户长期密钥的安全威胁。通过分析Lee提出的基于混沌映射的口令认证密钥协商协议,发现其协议不能进行口令变更,而且仅适用于用户和服务器之间的两方通信。为了改进此方案,提出两个基于切比雪夫混沌映射的用户匿名三方口令认证密钥协商协议,包括基于时钟同步的密钥协商方案和基于随机数的密钥协商方案。其中基于时钟同步的用户匿名三方口令认证密钥协商协议通信量少,基于随机数的用户匿名三方口令认证密钥协商协议更容易实现。两个方案的优点是用户仅选择一个简单的口令进行相互认证和密钥协商,服务器不需要再保护用户口令表,避免了口令相关的攻击,而且在相互认证过程中用户使用临时身份和哈希函数,实现用户匿名性,在增强协议安全性的同时,减少了通信过程中消息的数量,提高了协议的执行效率,具有完美前向安全,并用BAN逻辑证明了其安全性。     

有效的口令认证的三方密钥交换协议

对于口令认证的密钥交换协议的安全性要求,提出一种口令认证的三方密钥交换协议,利用服务器存储客户端口令的验证值、双线性对与基于身份加密算法等内容进行协议的设计,并对协议进行了安全性和效率的两个方面的分析。分析表明,所提出的协议具有口令认证的三方密钥交换协议的安全属性要求,也具有较好的效率。     

基于椭圆曲线的加密密钥交换协议

加密密钥交换协议(EKE)的目的是利用安全性低的口令协商安全性高的密钥,进而利用密钥对以后的通信进行加密或身份认证,从而实现安全通信.基于验证元的EKE是针对服务器泄露攻击问题提出的.本文基于椭圆曲线密码系统的特点,给出了一个基于验证元的3EKE,该协议中,服务器通过口令实现对用户的认证;协议能够抵抗服务器泄露等攻击,...     

改进的三方口令验证元认证密钥交换协议

在三方口令认证密钥交换（三方PAKE）协议中,每个用户仅仅需要和服务器共享一个口令,就可以在服务器的协助下与他人进行安全的密钥交换.由于有效地减少了用户管理口令的负担,三方PAKE协议在大规模用户集的安全通信中受到了较多关注.然而,已有的三方PAKE协议大多关注的是服务器利用明文存储用户口令的情形,没有考虑服务器口令文件泄露所造成的巨大威胁.在服务器端存放的是相应于用户口令的验证元的情形下,研究三方PAKE协议的分析和设计.首先分析了一个最近提出的基于验证元的三方PAKE协议,指出该协议易于遭受离线字典攻击,因此未能达到所宣称的安全性;其次,在分析已有协议设计缺陷的基础上,提出了一个新的基于验证元的三方PAKE协议,并在标准模型下证明了所设计的协议的安全性,与已有协议的比较表明,新提出的协议在提供了更高安全性的同时具有可接受的计算和通信效率.     

An efficient and practical threshold gateway-oriented password-authenticated key exchange protocol in the standard model

With the assistance of an authentication server, a gateway-oriented password-authenticated key exchange (GPAKE) protocol can establish a common session key shared between a client and a gateway. Unfortunately, a GPAKE protocol becomes totally insecure if an adversary can compromise the authentication server and steal the passwords of the clients. In order to provide resilience against adversaries who can hack into the authentication server, we propose a threshold GPAKE protocol and then present its security proof in the standard model based on the hardness of the decisional Diffie-Hellman (DDH) problem. In our proposal, the password is shared among n authentication servers and is secure unless the adversary corrupts more than t+1 servers. Our protocol requires n > 3t servers to work. Compared with existing threshold PAKE protocols, our protocol maintains both stronger security and greater efficiency.     

可证安全的面向无线传感器网络的双因素认证方案

随着无线传感器网络的快速发展,对外部用户的身份进行确认已成为获取传感器网络中实时数据所要解决的关键问题。基于Nam提出的首个广泛适用于面向无线传感器网络的双因素认证方案的安全模型,设计了一个新的可证安全的用户认证密钥协商方案。该方案基于椭圆曲线密码体制,达到用户、网关节点及传感器节点之间的双向认证,满足匿名性并建立会话密钥,最后基于ECCDH困难性假设证明了新方案的安全性。与Nam提出的方案相比,在满足安全性的同时,将参与者的计算效率达到最优,更符合资源受限环境及现实应用。     

基于RSA密码体制构造一类新型的CEMBS

公平性是电子商务协议的基本安全要求之一，CEMBS是一种重要的用于构造公平交换协议的密码部件，分析了现有的CEMBS构造方法中存在的问题，首次提出了一种基于RSA密码体制的简洁、高效、安全的CEMBS构造方法，在此基础上，利用这一新型的CEMBS构建了一类重要的公平交换协议。     

Weakness in a RSA-based password authenticated key exchange protocol

Recently, an efficient password-authenticated key exchange protocol based on RSA has been proposed by Park et al. with formal security proof. In this letter, we analyze their protocol, and show that, unfortunately, it is insecure against an adversary who performs a dictionary attack.     

Password-authenticated key exchange based on RSA

There have been many proposals in recent years for password-authenticated key exchange protocols, i.e., protocols in which two parties who share only a short secret password perform a key exchange authenticated with the password. However, the only ones that have been proven secured against offline dictionary attacks were based on Diffie–Hellman key exchange. We examine how to design a secure password-authenticated key exchange protocol based on RSA. In this paper, we first look at the OKE and protected-OKE protocols (both RSA-based) and show that they are insecure. Then we show how to modify the OKE protocol to obtain a password-authenticated key exchange protocol that can be proven secure (in the random oracle model). This protocol is very practical; in fact, it requires about the same amount of computation as the Diffie–Hellman-based protocols. Finally, we present an augmented protocol that is resilient to server compromise, meaning (informally) that an attacker who compromises a server would not be able to impersonate a client, at least not without running an offline dictionary attack against that client’s password.     

基于PKI身份认证的高强度IKE协议分析与设计

IKE协议作为IPsec协议簇中的重要组成部分，引起了广泛的关注和研究。本文在研究已有IKE协议的基础上，将公钥基础设施PKI体系引入其中，并在PKI现有RSA算法外应用高强度的椭圆曲线密码ECC算法，提出将ECC、PKI同IKE协议相结合，设计了一个基于PKI身份认证的高安全强度IKE协议，从而提高了VPN网关的安全性和可扩展性，有效保护了VPN网络资源的安全．最后提出了实现方案。     

一种公平交换协议的攻击算法分析

公平交换(fairexchange)协议,研究电子商务中的实时公平性问题。与其他安全协议不同的是,该类协议的公平性验证应主要针对交易实体内部可能存在的失信行为。周永彬博士等提出了一种完全基于RSA算法的公平签名交换协议。然而,由于零知识证据生成与验证的不完备,以及扩环运算可能带来的安全隐患,该协议存在安全漏洞。针对协议本身,给出了一种RSA扩环攻击的实例;针对协议的应用,指出了可能存在的安全风险。     

基于RSA的同态密钥协商

回顾了密钥管理的基本内容，介绍了RSA公钥密码体制和整数环上的同态加密机制，提出了基于RSA的同态密钥协商。该协议主要利用RSA的公钥和同态加密机制建立一个会话密钥。与Diffie-Hellman以及基于口令的密钥协商协议相比，它分别有更快的运算速度和较好的安全性。利用BAN逻辑证明了该协议的安全性。