抗内部人攻击的安全组密钥分发协议

为了保障群组通信过程中的内容安全与成员的身份认证,需要一次性会话密钥对通信内容进行加密,密钥建立协议的主要任务是在群组通信开始前完成会话密钥的产生与分发,分为密钥协商协议与密钥传输协议。详细分析了Harn组密钥分发协议与Nam组密钥分发协议的安全漏洞,在Harn协议与Nam协议中,群组通信的成员可以获取其他成员的长期秘密数据,即协议无法抵抗内部人攻击。基于秘密共享理论,设计了安全的组密钥分发协议,能够有效抵抗内部人攻击与外部人攻击。     

一种认证群密钥传输协议的安全分析与改进

Yuan等人提出的基于秘密共享的认证群密钥传输协议(Applied MathematicsInformation Sciences,2013,No.5)存在用户信息易被反复利用、随机序列易被篡改等问题,通过拦截、修改用户与密钥生成中心(KGC)之间的传输数据,可成功进行中间人攻击。为此,利用RSA算法、Shamir(t,n)秘密共享和对称加密思想提出一个改进协议,对用户选取的随机数进行加密,并增加KGC对随机数的验证步骤,同时将对称加密引入到会话密钥认证过程中,实现保密传输与认证。安全性分析结果表明,改进协议能够增强群密钥的机密性和认证性,有效抵抗中间人攻击,同时保证了所有群成员共享密钥对的安全。     

认证群密钥协商协议编译器的分析与改进

认证群密钥协商协议能为群用户产生一个共享的会话密钥,使群用户在公共数据网络中进行安全通信。该文分析证明Abdalla等人的密钥协商协议不能抵抗假冒攻击：某用户的左右邻居在获得与该用户运行群密钥交换协议副本后,可以假冒该用户与其他群成员运行该协议,产生一个新的共享会话密钥,且不会被群中其他成员发现。并针对该协议编译器的缺点进行改进。     

基于短群签名的密钥交换协议设计

本协议采用线性加密技术,在短群签名体制下实现了密钥交换,为短群签名系统加入了密钥交换阶段.典型的短群签名系统包含以下6个阶段:初始化、入网、签名、验签、身份验证和撤销,可为群成员提供条件隐私性.本协议加入了密钥交换阶段,使短群签名系统具有保密性.该协议既可实现群成员与TA(trust authority)间的密钥交换,也可在TA的协助下,实现群成员间的密钥交换,为TA与群成员、群成员间的信息传输提供了保密性.本协议无需引入X.509证书,仅利用短群签名系统原有的参数即可完成密钥交换,既保持了短群签名的条件隐私性,也降低了系统管理的难度.本密钥交换协议仅需要两次通信,通信开销小,能降低网络延时和拥塞.安全性分析证明了该协议可抵抗篡改攻击、伪装攻击、重放攻击和中间人攻击.该协议完善了群签名体制,可为车载网络、可信计算和云计算等网络提供保密性.     

群密钥分配的动态安全性及其方案

相对于端到端的通信、安全群组通信更为复杂,从基本算法,系统及安全协议到安全实现都存在需解决的问题,安全群通信的一个基本方法是所有群成员共享一个群密钥、如何将群密钥安全有效地分配给群组的成员是安全群通信应用的一个基本问题,它的难点在于群线的动态性,针对该问题,目前已提出了各种解决方案,这些方案大致可分为两类：集中式管理和分布式管理,现有的群密钥分配方案分析,该文提出了可扩展的安全群密钥分配方案的教学模型,基于该模型形式地定义了群密钱分配的动态安全性,现有群密钥分本的数学描述只能刻画群密钥分配静态的安全性,与之相比该文提出的模型是更为实用的。随后,定义了群密钥分配方案的方法,作为这种构造方法的应用实例,提出了一个新的适用于大数量的,动态组播群组的群密钥分配方案,该方案采用分层管理结构,可高效地处理群成员的动态加入和退出,在单向函数假设条件下,它的安全性是可证明的,不依赖计算复杂性密码学假设,该方案中可以通过设立了群管理员分散对成员的管理,降低群中心管理员的负担,因而,可灵活应用于集中式和分布式的应用环境。     

有效的强安全组群密钥交换协议

组合公钥密码(CPK)体制无需证书来保证公钥的真实性,克服了用户私钥完全由密钥管理中心生成的问题。基于CPK设计了一个常数轮的组群密钥交换协议,该协议在CDH假设下可证安全并具有完美的前向安全性,只需两轮通信即可协商一个组群会话密钥,在通信和计算方面都很高效;并且高效地支持组群成员动态加入/离开,尤其对于多成员加入/离开的情况,只需额外的少量通信和计算即可更新组群密钥,确保了前向保密性和后向保密性。此外,本协议提供了强安全性保证,它能保持密钥的秘密性,除非某一方的临时私钥和长期私钥同时被泄露。最后,该协议提供了一个设计常数轮强安全组群密钥交换协议的方法,大部分的秘密共享体制均可直接应用于该协议。     

基于椭圆曲线和三叉树的群组密钥协商方案

将椭圆曲线密码体制和三叉树引入到群组密钥协商中,提出了一种基于椭圆曲线和三叉树的群组密钥协商协议,由于无需向群组所有其它成员广播消息,其计算开销和通信开销均只有O（nlog3 n）。采用了用初始协商的密钥值加密随机数并产生杂凑值的方法使三叉树内部结点间也能进行安全的协商;当有群组成员变动时,通过发起者更新其随机数来提供协议的前向保密性和后向保密性,因此该方案适合于较大规模的动态群组。     

改进的基于口令的群密钥协商协议

群密钥协商协议是保证后续群组安全通信的重要手段之一。为此,研究Byun和Lee提出的基于口令的群密钥协商协议,指出该协议不能抵抗不可检测的在线字典攻击。基于这个发现,对该方案进行改进,提出一种新的群密钥协商协议。安全性分析表明,该协议可以抵抗基于口令的群密钥协商协议的常见攻击。     

基于口令的群密钥协商协议

基于口令的群密钥协商协议的目的是利用低熵的口令协商出高熵的会话密钥,并利用该会话密钥进行安全的通信,达到成员之间多方安全的要求。引入2个随机数来提高安全性,使用Hash函数对口令进行优化确保口令的新鲜性,提出一个标准模型下的可证安全的基于口令的协议,并对其进行安全性分析。     

可信数据库环境下无证书认证的可信密钥共享

基于DAS模型的可信数据库环境下,数据拥有者将数据加密以后存储于第三方数据库服务提供商,数据拥有者与被授权用户间的可信数据共享本质上是数据密钥的可信共享。现有的DAS模型中密钥管理方法的安全落脚点都是假设数据拥有者与各用户能事先分别安全共享一个用户密钥,而在可信数据库环境下如何进行数据拥有者与用户间的可信用户密钥共享却是一个未解决的问题。基于无证书签名认证机制,提出了一种可信数据库环境下的可信用户密钥共享协议,并对该协议的有效性和安全性进行了分析。该协议完全无需安全传输通道和可信第三方作为支撑,且有较好的执行效率;同时基于DL问题、Inv-CDH问题、q-StrongDH问题等数学难题,该协议被证明能有效抵御无证书安全模型下的各种攻击。     

Group key agreement for secure group communication in dynamic peer systems

Self-organizing group key agreement protocols without a centralized administrator are essential to secure group communication in dynamic peer systems. In this paper, we propose a generic construction of a one-round self-organizing group key agreement protocol based on the Chinese Remainder Theorem. In the proposed construction, all group members contribute their own public keys to negotiate a shared encryption public key, which corresponds to all different decryption keys. Using his/her own secret key, each group member is able to decrypt any ciphertext encrypted by the shared encryption key. Following the generic construction, we instantiate a one-round self-organizing group key agreement protocol using the efficient and computationally inexpensive public key cryptosystem NTRU. Both the public key and the message in this protocol are secure against the known lattice attacks. Furthermore, we also briefly describe another concrete scheme with our generic idea, based on the ElGamal public key cryptosystem.     

基于门限秘密共享的动态安全组播密钥协商

针对动态安全组播中设计高效密钥协商方案的难点,该文提出了一个应用门限秘密共享体制的动态安全组播密钥协商方案,分析了各个子组和整个大的组播组的密钥协商过程,以及组成员动态变化时密钥的更新过程。结果表明,该方案在降低组成员计算代价方面取得了较好的效果,且满足密钥协商的安全要求。     

用密钥封装机制实现IPSec密钥建立

出在网络层的安全协议IPSec中引入密钥封装机制(KEM),通过密钥传输实现IPSec密钥建立.在目前基于密钥交换的IKEv2协议之外,提供了另一种密钥建立的方法.对所给协议的分析表明,在同样需要交换证书进行消息认证的情况下,KEM密钥传输协议与IKEv2协议同样安全,并且更加有效.     

MANET中基于邻居节点权值的可验证组密钥更新算法

相对于传统有线网络集中化组密钥管理协议和算法,门限秘密共享技术能很好地适应移动自组网（MANET）的特点,提供高效可靠的安全保证。为了防止退出节点合谋重构组私钥威胁组通信安全,安全高效的组密钥更新算法是关键。在对合谋问题进行深入分析的基础上,本文提出了基于邻居节点权值的可验证的组密钥更新算法。该算法在保持组
私钥不变的情况下主动更新组成员的私钥份额,有效地解决了节点合谋、更新通信量大、恶意节点参与更新等问题。     

An ID-based authenticated dynamic group key agreement with optimal round

Group key agreement protocols are crucial for achieving secure group communications.They are designed to provide a set of users with a shared secret key to achieve cryptographic goal over a public network.When group membership changes,the session key should be refreshed efficiently and securely.Most previous group key agreement protocols need at least two rounds to establish or refresh session keys.In this paper,a dynamic authenticated group key agreement(DAGKA) protocol based on identity-based cryptography is presented.By making use of the members’ values stored in previous sessions,our Join and Leave algorithms reduce the computation and communication costs of members.In the proposed protocol,Setup and Join algorithms need one round.The session key can be refreshed without message exchange among remaining users in Leave algorithm,which makes the protocol more practical.Its security is proved under decisional bilinear Diffie-Hellman(DBDH) assumption in random oracle model.     

一个强安全的无证书密钥协商协议的安全性分析与改进

Yang和Tan提出一个不需要双线性对的无证书密钥协商协议,并声称该协议满足前向安全性,即双方参与者的私钥和临时秘密信息不全部泄露,敌手就无法获得双方参与者协商的会话密钥。给出一种攻击方法:敌手只要得到一个参与者的私钥和另一个参与者的临时秘密信息,就可以获得双方已经协商的会话密钥。针对此缺陷,对协议做了改进,在改进协议中,双方参与者的私钥和临时秘密信息互相交织在一起,因而能抵抗上述攻击。     

一种基于RSA的群签名方案

现存的群签名方案要么不考虑群成员的废除问题,要么存在计算量与被废除成员线性相关的缺点,是低效的,要么是不安全的.考虑到RSA是应用最广泛的公钥密码体制之一,首次基于RSA设计出一种群签名方案.新方案在不改变其他有效群成员的密钥的情况下,可以安全地增加或撤消群成员;可以高效地实现成员的增加或撤消;可以适合大的群体使用;具有基于大数分解困难性的安全性.     

基于Merkle身份树的动态对等群组密钥协商*

针对设计高效的分布式密钥协商方案是动态对等群组组播通信的难点,提出了一个新的基于Merkle身份树的密钥协商方案,并具体地分析了子组之间的通信过程,以及组成员动态变化时密钥的更新过程。结果表明该方案在降低计算和通信代价方面取得了较好的效果。     

基于身份的安全组播密钥协商

如何有效地进行密钥管理是安全组播的难点。在Wang等人所做工作的基础上，提出了一个新的基于身份的密钥协商方案，分析了子组之间的通信过程，以及组成员动态变化时密钥的更新过程，结果表明该方案满足密钥协商安全性要求，且在降低计算和通信代价方面取得了较好的效果。