格上具有完全前向安全的0轮往返时间密钥交换协议

0-RTT密钥交换协议允许客户端在零往返时间发送加密保护的有效载荷和第一条密钥交换协议消息,具有非交互、可离线等优点。为了降低密钥交换往返时间,基于穿透加密思想提出一种格上0-RTT密钥交换协议。首先利用一次性签名算法和分级身份基密钥封装机制构造可穿透前向保密密钥封装方案,然后使用可穿透前向保密密钥封装方案设计0-RTT密钥交换协议。协议只需客户端对服务器进行单向认证,并且能够有效抵抗量子攻击和重放攻击。与同类协议相比,所提协议具有可穿透的完全前向安全,减少了通信轮数,提高了通信效率。     

基于椭圆曲线密码体制的可认证的密钥交换协议

椭圆曲线密码体制逐渐应用于各种安全协议中.分析了DH密钥交换协议不能抵抗中间人攻击得弱点,基于椭圆曲线离散对数难解性,利用椭圆曲线密码体制的数字签名方案,提出了基于身份认证的密钥交换协议.安全性分析表明,该协议提供身份认证、密钥认证性、密钥的可知安全性、前向保密性,并有效能够防止中间人攻击和重放攻击.把椭圆曲线密码应用于密钥交换协议的认证过程,能有效提高密钥交换协议的安全性和实用性.     

一种新型基于格上LWE问题密钥交换协议的设计

基于格上困难问题设计高效、安全的后量子密钥交换协议具有非常重要的理论意义和实用价值。提出了一种新型高效实用的基于格上错误学习问题被动安全密钥交换协议。该协议采用加密机制的构造方式并使用了密文压缩技术,与2016年Bos等人基于错误学习问题并使用Peikert错误调和机制设计的密钥交换协议Frodo相比,通信量只增加了1.09%,但方案复杂度有效降低,计算更加简洁高效,且协议在被动攻击下可证明安全,可有效抵御量子攻击。该协议与现有的基于错误学习问题设计的密钥交换协议相比,具有很强的竞争力。     

基于环上误差学习问题的新型后量子认证密钥交换协议

针对量子计算机技术的迅速发展使得传统公钥密码体制的安全性面临严重威胁的现实性问题,提出一种新型的基于环上误差学习（RLWE）问题的后量子认证密钥交换协议。协议通过使用Peikert式误差协调机制,双方通过计算可直接得到均匀分布的共享比特值,从而使得通信双方得到相同的会话密钥。使用理想格上的解码基对协议正确性进行了分析,并设置合理参数从而保证协议双方以显著概率得到相同密钥值。该协议在BR （Bellare-Rogaway）模型下可证明安全并达到弱的完美前向安全性。协议安全性归约为格上RLWE困难问题,可抵御量子攻击。与现有基于RLWE问题设计的认证密钥交换协议相比,该协议中参数值模数的大小由亚指数级降低至多项式级,相应计算量和通信量显著减小,是一种更加简洁高效的后量子认证密钥交换协议。     

一种新型基于Binary-LWE的认证密钥交换协议

为了设计一种基于格困难问题的强安全认证密钥交换协议,分析了DXL12和DXL14方案中缺少认证功能导致容易遭受中间人攻击等缺陷,提出一种基于Binary-LWE的认证密钥交换协议。该协议具有两轮消息交互,不依赖于数字签名提供隐式密钥认证,并采用2012年Micciancio和Peikert在欧密会上提出的陷门函数来提供双方认证功能。在随机语言机模型下将安全性直接建立在Binary-LWE问题的困难性假设上,具有前向安全性、抗中间人攻击、抗冒充攻击等安全属性。由于该方案的安全性是基于格上困难问题,所以可以抵抗量子攻击。     

强安全性的三方口令认证密钥交换协议

基于可证明安全的AugPAKE协议,提出一种具有强安全性的三方口令认证密钥交换(3PAKE)协议,协议中避免使用服务器的公钥进行认证,以保证执行效率.安全性分析结果表明,该协议可抵抗字典攻击、服务器泄露攻击等已知攻击,并具有对服务器的密钥保密性以及前向安全性.在随机预言模型下,基于DDH、SDH假设证明了该协议的安全性.     

一种有效的基于身份的两方密钥交换协议

基于身份的密钥交换协议通过协议参与者的身份信息来建立会话密钥。文章基于计算离散对数困难问题,提出一种基于身份的两方密钥交换协议,并对协议的效率和安全性进行了分析。分析表明,所提出的协议具有较好的运行效率,能满足两方密钥交换协议的安全属性要求。     

一种强安全性的多密钥交换协议

当前的两方多密钥交换协议都不能抵抗临时密钥泄露攻击.针对该问题,基于双线性对提出一种新的两方认证密钥交换协议.协议中参与会话的2个用户通过一次会话可以生成4个不同的会话密钥.分析结果表明,该协议可以抵抗临时密钥泄露攻击,与已有同类协议相比,具有更强的安全性,能实现双向认证功能.     

基于验证元的三方密钥交换协议的分析和改进

对现有的一个典型的基于验证元的三方密钥交换协议——ZZJ协议进行分析,指出它的不安全性。在此基础上针对现有的大多数基于验证元的3PAKE协议均难以抵御服务器密钥泄露攻击的现状,提出一个新的基于验证元的三方密钥交换协议——NZZJ协议。通过安全性分析,证明该协议能够抵御服务器密钥泄露攻击、未知密钥共享和内部人攻击等常见的安全威胁。     

理想格上的多阶段认证密钥交换协议

现有的格基认证密钥交换协议普遍基于Bellare-Rogaway等单阶段模型,忽略了实际通信场景中会话密钥建立的阶段分离。针对这一问题,基于MSKE模型提出了一种格基多阶段认证密钥交换协议。该方案使用预共享的口令进行认证,并使用Peikert误差消除机制结合服务器静态密钥实现多阶段密钥协商。分析表明,该方案整体只引入少量计算开销,实现了双向认证、二阶会话密钥完美前向保密、抗量子攻击等特性,在MSKE模型下满足KD-2FS-M安全等级,是一种简单高效的后量子多阶段密钥交换协议。