可信接入鉴别协议的研究与设计

在对我国自主制定的无线局域网国家标准WAPI中WAI的安全接入过程分析的基础上,针对该协议存在终端完整性安全隐患,引入完整性度量的思想,提出基于可信平台模块(TPM)的WAI协议方案—TWAI。该方案利用TPM的本地保护和平台证实等功能来保证通信各个环节的安全可靠,并利用CK模型对其过程进行了安全性分析以及可信性分析。分析结果表明,TWAI能够实现终端完整性保护、双向实体认证等安全目标,从而增强了WAI协议运行的安全性。     

TNC在等级保护中的应用研究

信息安全等级保护工作是维护基础信息网络与重要信息系统安全的根本保障,尤其对保护我国政府信息系统的安全具有重要意义。访问控制和身份鉴别在信息系统等级保护的基本技术要求中占有重要地位,针对传统网络接入控制机制的不足,文章提出了基于终端完整性度量的政府远程办公网络系统安全解决方案,设计了一种基于可信网络连接TNC（Trusted Network Connection）的安全接入认证协议。通过安全分析表明,该方案能够确保政府远程办公终端自身的完整性和安全性,从而构建政府远程办公网络系统的可信计算环境,保证整个政府办公网络系统应用环境的安全。     

可信网络连接的安全量化分析与协议改进

可信网络连接(TNC)被认为是可信的网络体系结构的重要部分,随着TNC研究和应用的不断深入,TNC架构自身的安全性问题变得更加至关重要.文中重点研究TNC协议架构的安全性问题,首先提出了一种针对TNC协议的基于半马尔可夫过程的安全性量化分析方法;其次针对TNC完整性验证和访问授权过程中存在的安全威胁和漏洞,提出了一套安全性增强机制,并通过安全量化分析方法进行了验证.最后利用Intel IXP2400网络处理器搭建了TNC原型系统,为文中提出的改进机制和系统框架提供了安全量化验证的实际平台.     

一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法

终端计算机是网络空间活动的基本单元,其安全性直接关系着网络环境和信息系统的安全.提出了一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法,它将完整性度量和实时监控技术相结合,保证终端计算机运行过程的安全可信.建立了以TPM为硬件可信基、虚拟监控器为核心的防护框架,采用完整性度量方法建立从硬件平台到操作系统的基础可信链;在系统运行过程中监控内核代码、数据结构、关键寄存器和系统状态数据等完整性相关对象,发现并阻止恶意篡改行为,以保证系统的完整、安全和可靠.利用Intel VT硬件辅助虚拟化技术,采用半穿透结构设计实现了轻量级虚拟监控器,构建了原型系统.测试表明,该方法能够对终端计算机实施有效的保护,且对其性能的影响较小.     

IPSec协议的远程证明扩展

传统IPScc协议在建立安全通信连接时,没有考虑终端自身安全问题,而可信计算的远程证明机制就是为被接入方提供接入方的自身安全证明,将其引入IPSec协议可以弥补建立IPSe。连接时的终端安全漏洞。首先分析了IPScc协议的IKE协商过程和可信计算技术的远程证明机制,然后以基于数字签名的IKE主模式流程为例,提出在IKE协商阶段引入远程证明机制的IPScc远程证明扩展协议流程及安全分析。该协议引入带有SKAE扩展项的身份证书,实现对终端身份和系统完整性的双重认证,确保端到端的安全连接。协议在保证通信信息的机密性、完整性、新鲜性之外,也充分保护终端平台隐私性。     

基于可信计算技术的OSPF路由协议研究

为了解决目前路由安全方案中只对路由器身份进行认证,而未对路由器平台的完整性进行验证的问题,在基于LSU数字签名的OSPF协议基础上,借鉴可信计算的完整性度量思想,提出了一种新的可信路由协议TC-OSPF(OSPF based on tru-sted computing)。分析了LSU数字签名过程,指出了在LSU签名过程中加入路由平台完整性度量的可行性,在此基础上设计了具有完整性度量功能的LSU报文结构。安全性分析表明,TC-OSPF协议不仅可以对路由器身份进行认证,同时也能对路由平台的完整性进行验证。仿真实验结果表明,TC-OSPF在保证了OSPF协议安全性的同时也兼顾了路由性能。     

基于动态信任根的虚拟机监控器动态完整性度量架构

现有虚拟机监控器(VMM)动态完整性度量架构在度量信任根的安全性方面存在问题,同时没有综合考虑VMM中需要进行完整性度量的数据,为此提出了一种基于动态信任根的VMM动态完整性度量架构。采用基于AMD的安全虚拟机技术构建动态信任根,可以实现对度量程序加载执行前的完整性度量;同时构建封闭独立的执行环境,从而可以有效地解决度量信任根的问题。通过分析VMM运行时的内存状态,对所有需要进行完整性保护的静态持久化数据进行完整性度量,从而可以保证度量内容的完备性。同时给出该架构在Xen上的实现。实验结果表明,该架构可以有效地解决度量信任根的问题,并且对度量内容具有良好的扩展性,从而保证度量内容的完备性;此外,该度量架构与现有架构Hyper Check-SMM相比有23.3%的性能提升。     

基于EAP-TLS的可信网络连接认证方案设计与实现

TNC架构在终端接入网络前对终端的平台身份和平台环境进行可信认证,保证了接入终端的可信,但这种可信认证存在单向性的局限,无法保证网络服务器的可信。EAP-TLS是802.1x中一种基于证书的扩展认证协议,支持双向认证机制。本文在分析TNC架构和EAP-TLS双向认证机制基础上,设计了一种基于EAP-TLS的可信网络连接双向认证方案,该方案能够对终端和服务器的平台身份、平台完整性和平台可信环境进行双向认证。在FHH@TNC开源架构搭建的可信网络环境上实现了客户端与服务器之间双向可信认证方案,并进行了方案测试,证明了方案的正确性。     

基于身份密码的轻量级SIP安全方案

针对基于会话初始协议(SIP)的IP多媒体子系统(IMS)网络安全机制,分析了SIP协议存在的安全隐患,将身份密钥协商协议IBAKA和头域敏感信息完整性保护等机制有效结合,提出了基于身份密码的轻量级SIP安全方案。分析了该方案的安全性,并从安全性和抗攻击性方面与几种典型方案进行比较。比较结果表明,该方案克服了SIP协议的安全隐患,提高了协议的安全性。     

基于完整性度量的端到端可信匿名认证协议

针对目前端到端认证协议只认证平台身份,缺乏对平台可信性的验证,存在安全性的问题。通过改进的ELGamal签名方案,利用可信计算技术,提出了一种基于完整性度量的端到端可信匿名认证协议ETAAP(End-to-end Trusted Anonymous Authentication Protocol)。协议的首轮交互中实现了可信平台真实性验证,在此基础上通过IMC/IMV交互完成对平台完整性验证和平台安全属性的可信性评估,并采用通用可组合安全模型对协议的安全性进行了分析,证明协议是安全的。最后通过实验表明该协议具有较好的性能,可实现基于完整性的端到端可信匿名认证。     

Kerberos 5协议的安全分析

Kerberos协议是一个被广泛采用的、基于可信任第三方提供安全认证服务的网络认证协议。利用共享的会话密钥,Kerberos协议保证了通信的机密性和完整性。描述了Kerberos5协议最新版本的基本原理,介绍了协议的详细过程,通过对比前一版本,分析了其改进之处和仍存在的不足。     

A secure migration process for mobile agents

This article describes a decentralized secure migration process of mobile agents between Mobile‐C agencies. Mobile‐C is an IEEE Foundation for Intelligent Physical Agents (FIPA) standard compliant multi‐agent platform for supporting C/C++ mobile and stationary agents. Mobile‐C is specially designed for mechatronic and factory automation systems where malicious agents may cause physical damage to machinery and personnel. As a mobile agent migrates from one agency to another in an open network, the security concern of mobile agent systems should not be neglected. Security breaches can be minimized considerably if an agency only accepts mobile agents from agencies known and trusted by the system administrator. In Mobile‐C, a strong authentication process is used by sender and receiver agencies to authenticate each other before agent migration. The security framework also aims to guarantee the integrity and confidentiality of the mobile agent while it is in transit. This assures that all agents within an agency framework were introduced to that framework under the supervision and permission of a trusted administrator. The Mobile‐C Security protocol is inspired from the Secure Shell (SSH) protocol, which avoids a single point of failure since it does not rely on a singular remote third party for the security process. In this protocol, both agencies must authenticate each other using public key authentication, before a secure migration process. After successful authentication, an encrypted mobile agent is transferred and its integrity is verified by the receiver agency. This article describes the Mobile‐C secure migration process and presents a comparison study with the SSH protocol. The performance analysis of the secure migration process is performed by comparing the turnaround time of mobile agent with and without security options in a homogeneous environment. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于流量特征的可信网络系统设计与实现

大多数可信网络系统使用的完整性度量技术仅能度量可执行文件而忽略了脚本文件,造成安全隐患。针对该问题,设计实现一种基于流量特征的可信网络系统,不仅对终端进行完整性度量,还利用终端网络流量的周期统计信息判断终端的完整性状态,由此保证脚本文件的可信性。在Linux上实现该系统,结果证明其能够快速检测出特定的脚本病毒。     

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。     

改进的三方口令认证密钥交换协议

基于三方的口令认证密钥交换（3PAKE）协议是客户通过与可信服务器共享一个口令验证元,在两客户进行通信时通过此可信服务器进行会话密钥的建立与共享,从而进行通信。首先对李文敏等人提出的协议进行安全性分析,发现该协议易受离线字典攻击和服务器泄露攻击。提出了一个改进协议,该协议能够提供双向认证、会话密钥机密性和前向安全性,能够有效抵抗多种攻击,包括离线字典攻击和服务器泄露攻击。     

标准模型下可证安全的属性基认证密钥交换协议

在Waters的属性基加密方案的基础上,提出了一个在标准模型下可证安全的两方属性基认证密钥交换协议。在修改的BJM模型中,给出了所提协议在判定性双线性Diffie-Hellman假设下的安全性证明。此外,针对无会话密钥托管的应用需求,在基本协议的基础上,构造了能够有效防止会话密钥托管的属性基认证密钥交换协议。在计算效率方面,所提协议与现有的仅在随机预言模型下可证安全的属性基认证密钥交换协议相当。     

Symmetric key-based authenticated encryption protocol

ABSTRACT

Authenticated Encryption (AE) – is a block cipher mode of operation protocol which gives privacy, integrity, and authenticity confirmations on the data at the same time; incorporating decryption in a single step with an integrity check. The requirement for AE has risen out of the perception that safely integrating a confidentiality feature with an authentication feature could be error-prone and troublesome. It is confirmed by various practical assaults brought into the creation of authentication protocols and applications by wrong execution or lack of authentication. It is a challenge to design and develop such a kind of AE protocols which compromises authenticity and confidentiality with all possibly provable security notions. In this paper, we have developed a symmetric-key based fast, efficient, and secure AE protocol. Our protocol meets the objectives of distinguishing authentication, mutual authentication while guaranteeing data integrity, confidentiality, authenticity and secure key sharing between involved parties. We have used ProVerif to verify our proposed protocol formally and found it to be provably safe on all the standard tests.