基于Duplication Authority的TPM2.0密钥迁移协议

《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》国际标准允许用户基于密钥复制接口设计迁移协议，此复制接口通过innerwrap和outerwrap为密钥迁移提供机密性、完整性和认证性.但研究发现，基于该复制接口来设计密钥迁移协议存在3个问题：其一是缺少交互双方TPM的相互认证，会导致密钥能够在敌手和TPM间迁移；其二是当迁移密钥的属性encryptedDuplication=0且新父密钥的句柄newParentHandle=TPM_RH_NULL时，复制接口不能实施innerwrap和outerwrap，迁移密钥将以明文传输而造成泄露；其三当新父密钥是对称密钥时，innerwrap中的对称加密密钥以及outerwrap中的密钥种子如何在源TPM与目标TPM之间安全交换，《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》并没有给出具体的解决办法.针对上述问题，提出了基于Duplication Authority的密钥迁移协议.该协议以Duplication Authority为认证和控制中心，将密钥迁移过程分为初始化阶段、认证和属性获取阶段以及控制和执行阶段.Duplication Authority通过判定密钥的复制属性和类型、新父密钥的密钥类型和句柄类型来决定迁移流程.考虑了各种合理的属性组合，共设计了12种迁移流程.最后对该协议进行了安全分析和实验验证，结果显示，该协议不仅完全满足《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》规范，而且可以保证迁移密钥的完整性、机密性和认证性.     

WLAN Mesh漫游接入认证协议

IEEE 802.11s WLAN Mesh没有定义客户端的漫游认证协议,并且其初始接入认证协议EMSA中,申请者和认证者的认证密钥是通过认证服务器产生的,所以申请者和认证者之后的所有通信完全可以被认证服务器获取.同时该协议中的基于共享密钥的认证方式不能保证前向保密性,一旦长期密钥丢失,由其保护的所有通信内客都将被泄露.在EMSA的基础上.利用三方Diffie-Hellman密钥交换和单独认证载荷技术提出了客户端漫游接入认证协议.该协议不但克服了上述缺陷,而且只需要4轮的协议交互便可以实现上述三者之间的相互认证和密钥确认,不需要4步握手进行密钥确认.并且新的协议将基于签名的认证方式和基于共享密钥的认证方式统一于单独的认证载荷.这样认证方式的改变并不影响认证协议的结构.最后对新的协议进行了可证明安全分析和NS2性能仿真.结果表明:新的协议是通用可组合安全的,并且性能优于现有协议.     

移动Ad Hoc网络可认证安全匿名通信研究

传统的移动Ad Hoc网络匿名路由协议无法鉴别伪造的路由控制分组,并且公钥运算过多导致路由建立时间延长.提出一种基于邻居认证的安全匿名路由协议以解决上述问题,通过基于临时身份公钥的邻居匿名认证机制鉴定邻居节点合法性并动态协商密钥,路由发现过程中利用邻居协商密钥对路由控制消息进行逐跳的验证与处理.上述机制使得伪造路由分组可被有效鉴别,并且中间节点基于对称密钥运算处理分组降低了路由发现时延.理论分析和仿真结果表明,该协议可对抗基于伪造分组的DoS攻击,并且较传统协议具有更低的路由建立时间.     

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.     

改进的双方密钥协商协议

双方认证密钥协商是生成会话密钥的重要手段。分析了赵建杰等于2011年提出的一个可证明安全的双方认证密钥协商协议,指出如果敌手持有原协议的长期私钥,协议是不安全的。提出一种改进的协议,新协议将影响安全性的公开参数保护起来,避免了长期私钥的泄露,并对新协议的安全性和计算量进行了讨论。分析结果表明,新协议在减少计算量的前提下实现了协议双方的安全密钥协商。     

RFID系统密钥无线生成

随着无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统发展,众多安全和隐私的相关应用对隐私保护认证(Privacy-Preserving Authentication,PPA)技术提出了强烈需求.而PPA应用的先决条件是合法读写器和标签之间存在共享密钥.但由于无线信道的开放性,读写器直接向标签写入的密钥会被敌手轻易窃听;此外,RFID标签的计算、存储和通信能力极其有限,导致现有的密钥协商协议不能应用于RFID系统;再者,标签生产商在标签出厂时写入的密钥会带来密钥托管问题并且用户不能自定义密钥.上述原因导致RFID系统中密钥安全生成问题极具挑战性.该文创新性地利用RFID系统中信道不对称性,提出了一种RFID系统密钥无线生成方法WiKey.WiKey是一种轻量级协议可在现有的RFID系统中实现.通过全面的安全性分析,我们展示了WiKey能为PPA协议提供强有力的保护;在WISP标签上的原型实现以及实际测试表明WiKey在现有RFID系统中实现的可行性和高效性.     

一种新的双方认证密钥协商协议的安全性分析

2010年,Mohammad等人提出了一种新的双方认证密钥协商协议(MOHAMMAD Z, CHEN Y, HSU C, et al. Cryptanalysis and enhancement of two-pass authenticated key agreement with key confirmation protocols. IETE Technical Review, 2010,27(3):252-65)。新协议以较高的运算效率实现了参与者双方的身份认证和密钥协商。对该协议的单轮版本进行了安全性分析,通过模拟协议中某些信息丢失后协议双方的通信过程,发现如果协议中的一些秘密信息丢失,敌手可以发起信息泄露伪装攻击、密钥泄露伪装攻击和一般定义下的伪装攻击,也无法抵抗中间人攻击。这些攻击都可以使得敌手冒充合法参与者发起或回应会话。     

eCK模型下可证明安全的双方认证密钥协商协议

如何构造安全的密钥协商协议是信息安全领域富有挑战性的问题之一.然而目前多数安全协议只能达到"启发式"安全,协议的安全性假设和效率也不够理想.针对这些问题,文中提出了一种新的两轮双方认证密钥协商协议,通过分析新协议的安全属性指出了构造双方认证密钥协商的一些原则.随后,在eCK模型下对新协议进行了严格的形式化证明,根据相关...     

身份基认证密钥协商协议

安全有效地传递信息是计算机安全通信研究领域的主要目标。为了使得用户间能在公开网络进行安全通信,文中提出了一种新的两轮双方认证密钥协商协议,通过分析新协议的安全属性指出了构造双方认证密钥协商的一些原则。该协议实现了通信双方的相互身份认证功能,使通信双方能确认对方的身份,同时还提供了密钥协商的功能。     

一种基于签密的改进IKEv2协议*

针对IKEv2协议存在的对通信实体的身份保护不足和系统开销大等问题,提出了一种安全高效的改进的IKEv2协议.新协议采用了基于签密的可认证密钥协商来代替D-H密钥交换,在交换秘密信息的同时实现了对协议的发起者与响应者之间的双向认证;并且协议的响应者先主动证明自己的身份,确保了对发起者进行主动身份保护.基于认证测试方法对该协议进行形式化分析表明:新协议具有很好的秘密性和双向认证性;同时,该协议只需三条消息,具有简单、高效的特点.     

USIM-based EAP-TLS authentication protocol for wireless local area networks

Due to the rapid growth in popularity of Wireless Local Area Network (WLAN), wireless security has become one of many important research issues. For the WLAN security, the IEEE 802.1X standard provides an authentication framework that is based on the Extensible Authentication Protocols (EAP). In the EAP framework, there are many authentication protocols that have been proposed, in which each authentication protocol has some strengths and weaknesses, respectively. Most EAP authentication protocols lack two features: identity protection and withstanding man-in-the-middle attacks. In this paper, we first propose a novel symmetric-key based certificate distribution scheme based on Universal Subscriber Identity Module (USIM) cards in a cellular network. The symmetric-key based certificate distribution scheme allows mobile subscribers to obtain temporary certificates from the corresponding cellular network. Combining the proposed certificate distribution scheme with the EAP-TLS (Transport Layer Security) protocol, we present a new EAP authentication protocol called USIM-based EAP authentication protocol. The new EAP authentication protocol combining with USIM cards is an extension of the EAP-TLS protocol and also follows the EAP framework in the IEEE 802.1X standard. Compared to other EAP authentication protocols, the proposed protocol provides mutual authentication, strong identity protection and roaming capability between the cellular network and the WLAN networks.     

Simple password-based three-party authenticated key exchange without server public keys

Password-based three-party authenticated key exchange protocols are extremely important to secure communications and are now extensively adopted in network communications. These protocols allow users to communicate securely over public networks simply by using easy-to-remember passwords. In considering authentication between a server and user, this study categorizes password-based three-party authenticated key exchange protocols into explicit server authentication and implicit server authentication. The former must achieve mutual authentication between a server and users while executing the protocol, while the latter only achieves authentication among users. This study presents two novel, simple and efficient three-party authenticated key exchange protocols. One protocol provides explicit server authentication, and the other provides implicit server authentication. The proposed protocols do not require server public keys. Additionally, both protocols have proven secure in the random oracle model. Compared with existing protocols, the proposed protocols are more efficient and provide greater security.     

一种基于三方密钥协商的移动IP注册协议

目前大多数移动IP注册协议都是采用对称密码体制和基于公钥密码体制相结合的方式来实现移动实体之间的相互认证,移动节点和外地代理之间没有认证,存在一定的安全缺陷。针对这种移动IP注册协议的认证安全问题,将无证书的三方密钥协商方案引入到移动IP的注册,提出了基于三方密钥协商的移动IP注册协议,实现移动节点、家乡代理和外地代理这三个实体的相互认证。分析结果表明,协议具有更高的安全性,且拥有较高的效率。     

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.     

一种抗恶意攻击的RFID双向认证协议

针对现有无线射频识别（RFID）认证机制存在的安全缺陷,提出一种新型抗恶意攻击的RFID双向认证协议,并基于GNY逻辑给出了协议的安全性证明。该协议将公钥加密算法和对称密钥加密算法相结合,采用阅读器双重认证及预认证阶段刷新密钥的方法,通过在标签中添加保护密钥同步的恶意攻击标记Tm,解决了当前协议中存在的认证效率较低,标签密钥更新失败导致位置跟踪和非法更新标签/服务器内部密钥造成拒绝服务（DoS）等问题,可抵抗重传,标签/阅读器假冒,通信量分析和去同步化等多种恶意攻击。分析结果表明：该协议具有安全性好,效率高,计算复杂度低等特点,适合于标签的大规模应用。     

TPM可迁移密钥安全性分析与研究

TPM密钥迁移机制使密钥按照迁移特性分为了可迁移密钥和不可迁移密钥两类,本文深入分析可迁移密钥的安全性,指出可迁移密钥存在的安全问题.首先,利用密钥迁移机制,TPM所有者能将TPM内部可迁移密钥以迁移块的形式导出,解密迁移块能获得可迁移密钥私钥.其次,TPM用户能通过密钥迁移机制将非TPM产生的用户可控密钥构造成迁移块,作为迁移密钥导入到TPM内部.此外,用户使用TPM密钥加载命令能将非TPM产生的用户可控密钥作为TPM产生的可迁移密钥加载到TPM中.在对TPM规范理论分析的基础上,本文从技术角度给出了攻击可迁移密钥安全性的实现方法,并对部分安全问题提出了解决方案.通过分析,本文指出TPM提供密钥迁移机制的同时,也降低了可迁移密钥的安全保护强度.因此,用户在使用可迁移密钥时,应增强安全意识,在安全要求高的操作中尽量不要使用TPM可迁移密钥.     

Side-Channel Analysis for the Authentication Protocols of CDMA Cellular Networks

Time-division multiple access (TDMA) and code-division multiple access (CDMA) are two technologies used in digital cellular networks. The authentication protocols of TDMA networks have been proven to be vulnerable to side-channel analysis (SCA), giving rise to a series of powerful SCA-based attacks against unprotected subscriber identity module (SIM) cards. CDMA networks have two authentication protocols, cellular authentication and voice encryption (CAVE) based authentication protocol and authentication and key agreement (AKA) based authentication protocol, which are used in different phases of the networks. However, there has been no SCA attack for these two protocols so far. In this paper, in order to figure out if the authentication protocols of CDMA networks are sufficiently secure against SCA, we investigate the two existing protocols and their cryptographic algorithms. We find the side-channel weaknesses of the two protocols when they are implemented on embedded systems. Based on these weaknesses, we propose specific attack strategies to recover their authentication keys for the two protocols, respectively. We verify our strategies on an 8-bit microcontroller and a real-world SIM card, showing that the authentication keys can be fully recovered within a few minutes with a limited number of power measurements. The successful experiments demonstrate the correctness and the effectiveness of our proposed strategies and prove that the unprotected implementations of the authentication protocols of CDMA networks cannot resist SCA.     

移动网络可信匿名认证协议

针对终端接入移动网络缺乏可信性验证问题,提出一种移动网络可信匿名认证协议,移动终端在接入网络时进行身份验证和平台完整性认证。在可信网络连接架构下,给出了可信漫游认证和可信切换认证的具体步骤,在认证时利用移动终端中预存的假名和对应公私钥对实现了用户匿名隐私的保护。安全性分析表明,协议满足双向认证、强用户匿名性、不可追踪性和有条件隐私保护。协议中首次漫游认证需要2轮交互,切换认证需1轮即可完成,消息交换轮数和终端计算代价优于同类可信认证协议。     

移动通信系统中的认证与密钥协商协议

提出了一种新的身份认证与密钥协商协议，该协议可以实现通信双方的相互认证，并通过协商产生安全的会话密钥。协议将对称密码体制和非对称密码体制有机地结合起来，非对称密码体制采用密钥比特少且安全性高的椭圆曲线密码体制。经过性能分析，该协议安全、有效，比较适合在移动通信系统中使用。