身份基认证密钥协商协议

为了使得用户间能在公共数据网络进行安全通信,利用椭圆曲线上双线性映射的特性提出了一个身份基认证密钥协商协议,利用双线性对生成会话密钥,为随后的通信提供机密性、完整性保证.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.经过分析表明该协议满足较高的安全性,提供了已知密钥安全性、完善前向保密性、密钥泄露安全性、未知密钥共享安全性和密钥控制安全等安全属性,并且新协议在计算效率和安全性方面取得了较好的平衡,更加适合现实网络通信的需要.     

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。     

基于身份加密的可认证密钥协商协议

密钥协商是安全通信的重要环节,通过密钥协商协议可在通信节点之间建立共享会话密钥,以便实现网络中的安全通信。在物联网环境下,文章提出的密钥协商协议是在基于身份的可认证密钥协商基础上的无双线性对的可认证密钥协商协议。该协议主要包括3个部分：初始化、参数提取和密钥协商。与利用双线性对的密钥协商协议相比,该协议不仅提供了相同层次的安全性与可扩展性,且在能量开销、时间开销和计算复杂度方面具有明显的优势。     

移动IP中基于随机数的认证注册协议

在基于身份公钥系统的基础上,给出新的注册协议。用各实体产生的随机数来计算会话密钥,避免了在无线链路上传输会话密钥,安全的实现了MN,FA及HA三者间的密钥分配。用公钥算法对实体进行认证,并且同时对实体所收发的随机数进行比较,实现了对实体的二次认证。对协议的安全性分析表明其能满足安全通信的条件。     

分布式入侵检测系统通信模块的设计

为满足分布式入侵检测系统组件间的通信要求，文中设计了分布式入侵检测系统的通信模块。通信模块的设计参照IDWG提出的入侵检测信息交换格式和入侵检测交换协议，并借鉴了TCP／IP的思想，对传输的数据采用数据加密标准和公开密钥加密两种加密算法，提高系统通信的安全性。     

面向云端的电子病历数据管理研究

信息技术和大数据的发展推动了医疗记录的信息化。在这样的背景下,电子病历（EMR）系统作为其中的代表,改变了医疗数据的管理模式,但也带来了诸如身份认证和隐私保护等问题。针对这些问题,提出了一个基于身份的可认证密钥协商协议,通过密钥协商服务器执行此核心协议得到的会话密钥将用来对数据进行加密处理,并由安全高效的签名算法保证数据的真实性,最终实现医疗数据的安全管理。在e-CK模型下,利用可证明安全理论证明了该方案具有完美的前向安全性,能够抵御未知密钥共享攻击和密钥泄露模仿攻击等。此外,通过隐式的认证算法,EMR方案中的核心密钥协商协议能够支持共享密钥的属性认证。     

新的基于椭圆曲线的三方口令认证密钥协商协议

口令认证密钥协商使得参与通信的用户用一个低熵的口令就可以实现实体认证,并能通过不安全的信道安全地生成共享的高熵会话密钥。为此,设计了一种新的基于椭圆曲线的三方口令认证密钥协商协议,新协议将参与者的口令巧妙地隐藏在传输的消息中,确保了口令的安全性。新协议的安全性基于椭圆曲线离散对数问题,服务器并不需要完全可信。安全性分析和性能分析显示,新协议以较低的代价实现了通信双方的安全通信。     

基于身份的双向认证及密钥协商协议

本文利用椭圆曲线上的双线性映射的特性,提出了一种基于身份的双向认证及密钥协商协议,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,让通信双方能公平的协商会话密钥,经过分析,该协议能够抵抗重放攻击、中间人攻击和拒绝服务攻击,具有较高的安全性,此外,协议还具有较高的效率。     

中国无线局域网安全标准认证机制的改进

对无线局域网国家标准WAPI的认证模块WAI进行了分析,指出其存在的缺陷-没有安全地实现身份认证和密钥协商;而导致该缺陷的根本原因是密钥协商部分不安全以及身份认证和密钥协商没有实现有机的结合.针对该安全缺陷,在不改变WAI的框架下对该模块中密钥协商部分进行了改进,改进后的协议不仅是会话密钥安全的(SK-secure),而且是通用可组合的安全(UC-secure),同时也实现了身份认证和密钥协商的有机结合.     

基于身份的认证密钥协商协议的改进

针对已有的基于身份的认证密钥协商协议存在的安全问题,提出一种改进的基于身份的认证密钥协商协议。该协议采用双线性对运算方法,用户双方的临时和长期私钥结合进行最终会话密钥的计算,解决了原协议中存在的PKG前向安全性问题、单一依赖临时或长期私钥而存在的问题和已知临时会话密钥泄漏攻击的问题。在保证改进协议正确基础上,对协议的安全属性及协议性能进行了分析。采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,验证了改进协议的认证性和安全性。结果表明,改进的协议满足基于身份认证密钥协商协议的所有安全性要求,与已有基于身份的认证密钥协商协议相比具有更好的安全属性及计算效率。     

一种基于PUF的超轻量级RFID标签所有权转移协议

针对RFID标签所有权转移协议中存在的数据完整性受到破坏、物理克隆攻击、去同步攻击等多种安全隐私问题,新提出一种基于物理不可克隆函数(PUF)的超轻量级RFID标签所有权转移协议—PUROTP.该协议中标签所有权的原所有者和新所有者之间直接进行通信完成所有权转移,从而不需要引入可信第三方,主要涉及的运算包括左循环移位变换(Rot(X,Y))和异或运算($\oplus$)以及标签中内置的物理不可克隆函数(PUF),并且该协议实现了两重认证,即所有权转移之前的标签原所有者与标签之间的双向认证、所有权转移之后的标签新所有者与标签之间的双向认证.通过使用BAN(Burrows-Abadi-Needham)逻辑形式化安全性分析以及协议安全分析工具Scyther对PUROTP协议的安全性进行验证,结果表明该协议的通信过程是安全的,Scyther没有发现恶意攻击,PUROTP协议能够保证通信过程中交互信息的安全性及数据隐私性.通过与现有部分经典RFID所有权转移协议的安全性及性能对比分析,结果表明该协议不仅能够满足标签所有权转移过程中的数据完整性、前向安全性、双向认证性等安全要求,而且能够抵抗物理克隆攻击、重放攻击、中间人攻击、去同步攻击等多种恶意攻击.在没有额外增加计算代价和存储开销的同时克服了现有方案存在的安全和隐私隐患,具有一定的社会经济价值.     

面向无人装置协同操作的安全认证协议

无人装置协同操作动态组网需要安全的群组通信。依据无线环境中的不同安全域,提出了一种具有身份保护的安全组网协议。该协议采用基于身份的匿名签名算法设计了安全组网机制,实现了传感器节点、作动器节点、密钥分发中心和控制台的四方安全认证和密钥交换,并为安全域内的无人操作装置建立了安全传输通道;采用匿名身份认证与可追溯机制相结合的方式,构建了无人操作装置间动态组网和数据安全传输,以为协同操作提供实时、安全的数据通道,实现无人操作装置在传感器和作动器级的协同。     

An authenticated group key transfer protocol using elliptic curve cryptography

Several groupware applications like e-conferences, pay-per view, online games, etc. require a common session key to establish a secure communication among the group participants. For secure communication, such applications often need an efficient group key establishment protocol to construct a common session key for group communications. Conventional group key transfer protocols depends on mutually trusted key generation center (KGC) to generate and distribute the group key to each participant in each session. However, those approaches require extra communication overheads in the server setup. This paper presents an efficient and secure group key transfer protocol using elliptic curve cryptography (ECC). The proposed protocol demonstrates a novel group key transfer protocol, in which one of the group member plays the role of KGC (the protocol without an online KGC, which is based on elliptic curve discrete logarithm problem (ECDLP) and Shamir’s secret sharing scheme. The confidentiality of the proposed protocol is ensured by Shamir’s secret sharing, i.e., information theoretically secure and provides authentication using ECDLP. Furthermore, the proposed protocol resists against potential attacks (insider and outsider) and also significantly reduces the overheads of the system. The security analysis section of the present work also justifies the security attributes of the proposed protocol under various security assumptions.     

基于口令的客户端/服务器认证协议

身份认证是建立客户端和服务器之间安全会话的前提条件。Kim和Chung提出了一种双方的双向认证方案,其以较小的计算量得到了学者们的关注。但经分析发现,该方案并不安全：无法抵抗离线口令猜测攻击和无限次在线口令猜测攻击,也不能防止服务器伪装攻击。为了解决这些安全隐患,利用非对称Rabin密码体制提出了一种改进的方案,并基于BAN逻辑对方案的正确性进行了严格验证。最后还分析了新方案的安全性和性能。     

融合双层卫星网络的星地和星间AKA协议

天地一体化网络以其大时空、天网地网和星地融合的特性备受关注,卫星不仅可以作为应急通信补充,还可以充当空中中继站,扩大地面网络覆盖范围,在军用和民用场景都占据着重要地位。实体身份认证和密钥协商机制可以防止假冒实体加入天地一体化网络,窃取用户隐私行为的发生,保障网络信息安全。针对天地一体化网络星地传输时延较大、链路高度暴露、星上处理能力有限以及星间拓扑结构动态时变等特点,提出一种轻量级的双层卫星网络的星间和星地组网实体身份认证（AKA,authenticated key agreement）协议,以实现安全的卫星组网架构,后续基于协商的会话密钥保护数据传输。所提协议基于对称密码体制,采用轻量级密码算法,引入群密钥和分层管理机制,针对双层卫星网络的不同场景特点,将认证协议分为高轨卫星星地和星间认证、层间和同轨道低轨卫星间认证以及相邻轨道低轨卫星间认证3部分。群密钥和分层管理机制提高了群组间信息的传递效率,减轻了地面控制中心的认证压力,且在三方认证协议中实现了双重验证,提高了认证安全强度。不同于以往的单场景认证,部分认证协议采取复用认证参数的形式,在一次认证转发过程中可实现双场景的认证需求。通过协议形式化安全仿真工具 Scyther 分析结果表明,所提协议均实现了安全接入认证。与现有协议相比,所提协议提高了认证安全性,降低了通信和计算开销。     

基于ECC的支持标签所有权转移的RFID认证协议

针对射频识别（RFID）标签认证及其所有权转移过程的隐私泄露等安全问题,以及认证协议通常与标签所有权转移协议单独设计的现状,基于支持椭圆曲线加密（ECC）的标签,提出了一个适用于开放环境的兼具标签认证和所有权转移的协议。该协议结构类似于Diffie-Hellman密钥交换算法结构,协议的标签隐私保护基于椭圆曲线上的计算性Diffie-Hellman问题的难解性。经证明,该协议满足标签隐私保护要求及认证协议的其他安全需求。与近年来其他基于标签支持ECC的RFID认证协议相比,从支持标签所有权转移、标签计算开销、协议通信开销和标签隐私保护等多方面综合评估,所提出的认证协议优于对比协议。另外,针对较安全的应用场合,给出了阅读器单向认证标签的简化版协议。     

Analysis and design of a smart card based authentication protocol

Numerous smart card based authentication protocols have been proposed to provide strong system security and robust individual privacy for communication between parties these days. Nevertheless, most of them do not provide formal analysis proof, and the security robustness is doubtful. Chang and Cheng （2011） proposed an efficient remote authentication protocol with smart cards and claimed that their proposed protocol could support secure communication in a multi-server environment. Unfortunately, there are opportunities for security enhancement in current schemes. In this paper, we identify the major weakness, i.e., session key disclosure, of a recently published protocol. We consequently propose a novel authentication scheme for a multi-server envi- ronment and give formal analysis proofs for security guarantees.     

3G认证与密钥分配协议的改进

为保证数据传输的安全性，该协议实现网络和用户之间的双向认证，增加数据完整性的验证防止对信息的篡改，在认证今牌AUTN中包括序列号SQN确保认证过程的最新性，防止重放攻击；然而认证过程却假定HLR／AUC和VLR／SGSN之间的内部系统链路足够安全，该假设导致该链路上的数据易被窃听，针对此缺陷提出了基于VLR和HLR之间共享秘密密钥的认证与密钥分配协议，实现HLR对VLR认证，保证VLR和HLR之间认证向量传输的安全性。     

Secure communication in IPTV broadcasting

In internet protocol television (IPTV) broadcasting, service providers charge subscribing fee by scrambling the program with conditional access system (CAS) using control words (CWs). A smart card is used to decrypt the CWs and transfer them back to set-top box (STB) to descramble the scrambled program. Secure communication between STB and the smart card is closely related with the benefit of service providers and the legal rights of users. In addition, secure key exchange with mutual authentication in the communication between STB and the smart card is an essential part of secure communication that will significantly improve the security of the system. To provide secure communication with mutual authentication in IPTV broadcasting, there are several schemes. The schemes proposed a secure and efficient method for the communication between STB and the smart card. Unfortunately, the schemes still have some security flaws. In this paper, we review that the previous schemes are vulnerable to several attacks. Further, we recommend some modifications to the schemes to correct these security flaws and present a formal analysis about our improved protocol using a logic based formal method.