一种适用于物联网的群组接入认证协议

无线局域网与3G网络互联可作为物联网业务的承载。针对现有接入认证方案中的安全和群组通信问题,提出一种基于可扩展身份验证协议认证框架的群组接入认证协议。在初始化和注册阶段完成设备群组的建立,在认证和密钥协商阶段实现设备的安全接入。与传统EAP-AKA协议相比,该协议采用基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换协议以保证前向安全性,通过先到设备完成群认证向量的获取,并与后来者共享认证的方式,实现群组认证功能并提高认证效率。分析结果表明,该协议提供相互认证并能抵抗多种类型的攻击,有效减少了群组认证开销,可满足物联网的业务要求。     

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。     

安全高效的群组密钥协商协议

群组密钥协商(GKA)是保证随后安全通信的重要手段之一。提出了一种新的群组密钥协商协议,在协议中,参与者可以通过一系列算法对其他参与者的真伪进行验证。该协议以较低的计算成本实现参与者安全的会话密钥协商,具备可容错性和长期私钥可重用性的特点。分析表明可抵抗多数常见攻击。     

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。     

WSN中基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议

针对无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)群组密钥协商协议计算开销较大的问题,提出一种基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议。在系统初始化阶段,协议通过无证书加密体制的密钥生成中心生成节点部分私钥,各个节点依据秘密值与对应的部分密钥相乘产生私钥;在节点认证阶段,协议基于椭圆曲线上的点乘运算提出节点认证机制,利用节点的部分私钥与具有身份信息的临时公钥进行点乘运算来确定节点的身份信息;在生成会话密钥阶段,通过点乘运算生成会话密钥,以降低节点的计算开销。最后,分析了协议的计算开销和通信开销。结果表明,所提出的群组密钥协商协议能保证群组节点通信的安全性,并有效降低群组节点通信的计算开销。     

基于自验证公钥的跨域口令认证密钥协商协议

结合自验证公钥密码学和口令构造了一个用户可以直接通信的跨域口令认证密钥协商协议。域服务器通过口令认证实现对域内用户的认证, 并与对方域服务器一起协助用户完成认证和密钥协商。该过程中, 域服务器不能获取关于会话密钥的任何信息, 且各参与方之间能够实现相互认证。与同类协议相比, 该协议需要较小的计算和通信代价, 并能抵抗字典攻击和未知会话密钥共享攻击。     

非平衡网络环境下基于身份的组密钥交换协议

针对参与者计算能力不均衡的非平衡无线网络环境,首先对基于身份的群组认证密钥协商(ID-AGKA)协议进行安全性分析,指出该协议不能抵抗临时密钥泄露攻击; 随后通过对该协议签名的生成方式进行改进,使得改进的协议不仅在安全性上有所提高,而且能有效减少计算代价和通信代价,因此更适用于非平衡无线网络; 同时,协议采用了指定验证者签名,能有效地解决签名者的隐私问题; 此外,对非平衡网络中群组密钥协商协议的动态机制进行改进,通过高能量节点合理利用用户动态变化前计算的信息来减少低能量节点不必要的计算,这一改进能极大减少低能量节点的计算代价,更符合实际需求; 最后,在随机预言模型中基于整除判定性Diffie-Hellman(DDDH)假设证明了改进的群组密钥协商(GKA)协议的安全性.     

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。     

基于身份的可认证非对称群组密钥协商协议

非对称群组密钥协商协议(asymmetric group key agreement,AGKA)能使群组内部成员安全地传递信息.随着大规模分布式网络协同计算的发展,参加安全协同计算的成员可能来自于不同领域、不同时区、不同云端及不同类型的网络.现有的AGKA不能满足来自于跨域及异构网络之间群组成员的安全信息交换,且安全性仅局限于抗被动攻击.提出一种基于身份的可认证非对称群组密钥协商协议(identity-based authenticated asymmetric group key agreement,IB-AAGKA),该协议实现一轮非对称群组密钥协商,解决群组成员因时区差异而不能保持多轮在线密钥协商的问题;可实现匿名性与可认证性;支持节点的动态群组密钥更新,实现了群组密钥向前保密与向后保密安全性.在decisional bilinear Diffie-Hellman(DBDH)困难假设下,证明了协议的安全性,并分析了协议的性能.     

基于树结构和门限思想的组密钥协商协议

动态对等通信(dynamic peer communication)是目前最复杂的群组通信方式之一.简要分析了近几年提出的适合这种通信方式的5种组密钥协商协议,即CKD(centralized key distribution)协议、BD(burmester-desmedt)协议、STR(steer,et a1.)协议.GDH(group diffie-hellman)协议和TGDH(tree-based group diffie-hellman)协议,进而提出了一种基于树结构和门限思想的组密钥协商协议TTS(tree and threshold scheme).与现有的协议比较,TTS协议在计算量方面具有较大优势,适用于现有的网络环境.     

An enhanced authenticated key agreement protocol for wireless mobile communication

With the rapid progress of wireless mobile communication, the authenticated key agreement protocol has attracted an increasing amount of attention. However, due to the limitations of bandwidth and storage of the mobile devices, most of the existing authenticated key agreement protocols are not suitable for wireless mobile communication. Quite recently, Sui et al. have presented an efficient authenticated key agreement protocol based on elliptic curves cryptography and included their protocol in 3GPP2 specifications to improve the security of A-Key distribution. However, in this paper, we show that Sui et al.'s protocol can't resist the off-line password guessing attack, and therefore present an enhanced authenticated key agreement protocol. At the same time, we also consider including our enhanced protocol in 3GPP2 specifications.     

配电自动化GPRS两方认证密钥协商协议

在配电自动化系统的通用分组无线业务（GPRS）通信过程中,存在假冒攻击和数据篡改等安全隐患。为此,提出一种基于双线性对的配电自动化GPRS通信两方认证密钥协商协议,以建立配电主站加密服务器和配电无线终端之间的会话密钥。分析配电自动化GPRS通信网络的结构特点、安全威胁和需求,采用基于密钥的哈希认证码算法,同时考虑配电无线终端的有限计算能力,给出协议的实现过程。分析结果表明,该协议能抵御外部攻击、重放攻击和假冒攻击,且不存在密钥托管问题。与同类协议相比,具有更高的安全性和效率,能够满足实际的应用需求。     

一种无线认证密钥协商协议

提出一种新的无线局域网认证密钥协商协议,可以提供双方相互认证及密钥确认。该协议在密钥设置上基于挑战响应协议和KAS方案,在密钥预分配上基于Diffie—Hellman协议,可以提供完美前向安全性,抵抗被动攻击、字典攻击、中间人攻击、假冒攻击等。并对协议的计算代价和通信代价进行分析。     

一种基于双线性配对的移动通信认证组密钥协商方案

针对移动通信网络中的安全群组通信需求特点,通过引入基于椭圆曲线密码体制的双线性配对,提出一个高效的认证组密钥协商方案.同时,基于双线性计算性Diffie-Hellman困难问题假设(BCDHP)和双线性离散对数困难问题假设(BDLP)证明了该方案是安全的,能够抵抗恶意节点的身份假冒攻击和同谋破解攻击,具备完美的前向隐私性和后向隐私性,存储、通信和计算开销都比较小,非常适合于终端资源有限的移动通信网络.     

一种抗阻断攻击的认证组密钥协商协议

一个非认证的组密钥协商协议不能对通信参与者和消息进行认证,它必须依赖认证的网络信道或其它的认证方法.分析了Burmester等人在认证广播信道下提出的著名组密钥协商协议,指出它不能抵抗内部恶意节点发起的密钥协商阻断攻击,该攻击导致组内其它诚实节点不能正确计算出一致的组密钥.提出了一种改进的认证的组密钥协商协议,在原协议中加入了消息正确性的认证方法,能够对组内恶意节点进行检测,并在随机预言模型下证明了改进的协议能够抵抗密钥协商阻断攻击.     

无双线性对无证书两方跨域认证密钥协商协议

针对双线性对运算复杂度较高,计算开销较大,提出了新的无双线性对无证书的两方跨域认证密钥协商协议。该协议解决了传统的基于身份的密码体制中固有的密钥托管问题,实现了跨域通信双方的身份验证,采用无双线性对运算,极大地降低了计算开销。在保证协议正确性的基础上,采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,并验证了协议的认证性和安全性。与其他跨域两方认证密钥协商协议性能相比,该协议达到应具备的安全性的同时,其效率更优。     

一种基于身份的密钥协商协议安全分析与改进

认证密钥协商是保证参与者后续通信安全的一种重要机制。2007年,J.Oh等人提出了一种新的利用椭圆曲线密码体制的基于身份的认证密钥协商协议,该协议最大的特点是可以通过一次会话密钥协商过程生成两个会话密钥。但研究发现,该协议不能抵抗基本的冒充攻击和密钥泄露冒充攻击,详细地描述了这两个安全弱点后提出了一种新的改进方法,并分析了新协议的安全性。     

基于ECC的高效可认证组密钥协商协议

基于椭圆曲线密码体制(ECC)，建立了一个高效可认证的组密钥协商协议。该方案具有如下特点：(1)协议仅需要两轮交互，就可以实现组密钥协商; (2)利用类ElGamal密码系统，无需使用密钥分享技术，因此减轻了各参与方的计算量与通信负担; (3) 协议能够抵抗自适应选择消息攻击。     

基于椭圆曲线的跨域端到端口令认证密钥协商协议

跨域端到端口令认证密钥协商协议(C2C-PAKA)的主要目的是使分布在不同域中持有不同口令的两个客户端可以在各自服务器的协助下实现相互认证并协商出共同的会话密钥。本文中,我们基于椭圆曲线上的离散对数问题,在直接通信架构下给出一个跨域的口令认证的密钥协商协议。该协议中,诚实的服务器是不能获取任何关于会话密钥的值。各参与方之间能够实现相互认证。与同类协议比较,该协议具有较小的通信负担和计算负担,更易于实现。此外,协议还能够抵抗字典攻击、口令泄露模仿攻击和未知会话密钥共享攻击等通用攻击类型,同时能够实现前向安全、无密钥控制和已知会话密钥安全等安全属性。