因特网密钥交换协议研究

密钥交换协议是密码协议中主要的一类协议，安全可靠的密钥交换是通信安全性的基础，因特网密钥交换协议IKE作为IPSEC协议族的关键组成部分，在因特网的安全通信和安全服务中发挥着非常重要的作用，成为密码协议分析和研究的一个热点。该文首先介绍IKE协议，然后对协议中一种具体的密钥交换模式的安全性使用逻辑方法进行证明，并得出关于协议正确性的结论。     

DSS签字标准在密钥交换协议中的应用研究

密钥的安全分配是采用密码技术保证通信安全的重要环节，文章介绍了一种将DSS签字标准与Diffie-Hellman协议相结合的密钥交换协议，指出其在前向安全性上的不足。在此基础上，提出了一种密钥交换协议设计方案，并对其安全和计算量作了简要分析。     

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。     

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。     

一种密钥管理协议的设计和实现

本文在分析目前密码管理协议的基础上，针对DSPS系统的需求和特点设计并实现一种密钥管理协议，目前普遍的密钥交换算法，采用时间戳或随机数来确认产生的会话密钥的新鲜性，本文引入了新的密钥产生函数KHF，保证通信双方只有同步交换信息时，才能得到正确的会话密钥。     

基于SOAP和SRP-6协议的认证与密钥交换方案

SRP（Secure Remote Password）是一种基于密码的强认证协议。本文分析了SRP协议的密钥交换机制，提出了一种基于SOPA和SRP-6协议的密钥交换与认证方案SRP-over-SOAP，并将该方案用于Web Service，实现了服务器和客户机间的双向身份认证。据我们所知，该方案是第一个将SOAP用于SRP-6协议的方案。     

可口令认证的两方密钥交换协议之安全性改进

对于口令认证的密钥交换协议的安全性要求,分析Izabachene等提出的口令认证的两方密钥交换协议存在服务器泄漏伪装攻击,在该协议的基础上,利用服务器不直接存储客户端的口令明文而存储口令的验证值,提出一种新的可口令认证的两方密钥交换协议,并对协议进行了安全性的分析。分析表明,所提出的新协议具有两方密钥交换协议的安全属性有所改进。     

两轮的口令认证的两方密钥交换协议

对于口令认证密钥交换协议的要求,利用基于身份加密算法、双线性对与哈希函数的相关内容,提出一种口令认证的两方密钥交换协议,并对该协议进行安全性和效率的两个方面的分析。分析表明,该协议具有较高的效率,并具有两方密钥交换协议的安全属性。     

一种基于令牌的认证密钥交换协议

对称密钥系统较之非对称密钥系统具有惊人的速度优势,但是管理对称密钥系统的密钥却是需要解决的一个难题。Diffie-Hellman密钥交换是一个可以使通信双方在不可信信道上一同建立共享密钥,并使之应用于后继对称密钥通信系统的一种密码协议。应当注意到,Diffie-Hellman密钥交换协议不支持对所建立的密钥的认证。处于两个通信参与者Alice和Bob之间的一个恶意的攻击者Mallary可以主动操纵协议运行过程的信息并成功实施所谓的中间人攻击(man-in-the-middleattack)。因此为了能够真正在两个通信参与者Alice和Bob之间协商一个密钥就必须确保他们在协议运行过程中收到的信息的确是来自真实的对方。本文就是给出一种基于令牌的认证密钥交换协议以对Diffie-Hellman密钥交换协议进行改进。这对于电子商务等等很多网络应用而言是至关重要的。本文也给出了这种协议的安全性分析,并描述了基于JAVA的实现。     

基于D-H公钥系统前向保密的密码协议

Diffie-Hellman（D-H）算法可以实现密码系统的密钥交换，其安全性依赖于计算离散对数的难度，并且Diffie-Hellman密钥交换协议能够提供前向保密性。文中通过分析Diffie-Hellman密钥交换协议，给出了一个可以应用于任何非对称密码体制的具有前向保密的密码协议。     

IKE安全机制的研究

研究了Internet密钥交换协议(IKE)安全机制的体系结构，分析了利用主模式和积极模式进行认证密钥交换创建一个ISAKMP SA的第1阶段，以及用快模式协商一个非ISAKMP SA的第2阶段，并对IKE的4种认证算法进行了比较，分析了IKE存在的安全缺陷。     

工业物联网中基于PUFs轻量级的密钥交换协议研究

为了保障数据的安全性和隐私性,防止恶意用户访问传感器设备,针对工业物联网提出一种轻量级的认证与密钥交换协议。该协议采用物理不可克隆函数,模糊提取器保障传感器设备的安全。同时采用单向散列函数、异或操作和对称加解密等技术建立安全的会话通道。实验结果表明,相比于其他认证方案,该协议有效减少了密钥交换的通信和计算开销,所提出的协议适用于资源受限的传感器设备且能够抵抗现有多种已知攻击。     

An novel three-party authenticated key exchange protocol using one-time key

Three-party authenticated key exchange protocol (3PAKE) is an important cryptographic technique for secure communication which allows two parties to agree a new secure session key with the help of a trusted server. In this paper, we propose a new three-party authenticated key exchange protocol which aims to achieve more efficiency with the same security level of other existing 3PAKE protocols. Security analysis and formal verification using AVISPA tools show that the proposed protocol is secure against various known attacks. Comparing with other typical 3PAKE protocols, the proposed protocol is more efficient with less computation complexity.     

Provably secure authenticated key exchange protocol under the CDH assumption

Constructing a secure key exchange protocol is one of the most challenging problems in information security. We propose a provably secure two-round two-party authenticated key exchange (2AKE) protocol based on the well-studied CDH assumption in eCK model to provide the strongest definition of security for key exchange protocol when using the matching session to define the partnership. The underlying hardness assumption (CDH assumption) of our protocol is weaker than these of four other provably secure 2AKE protocols in CK model or eCK model and the computational cost of our protocol is reasonable. We also present a three-round variant of our protocol to realize key conformation.     

A general compiler for password-authenticated group key exchange protocol

Password-authenticated group key exchange protocols allow that a group of participants who share a human-memorable (short) password can obtain a common session key in a secure way over public networks. In this paper, we design a compiler, which transforms any basic group key exchange protocol (which is only resistant against benign adversaries) into a password-authenticated group key exchange protocol. We prove that the new protocol outputted by the compiler is secure in the random-oracle and ideal-cipher models if the underlying group key exchange protocol is secure. Our compiler is practical since it only needs four more additional rounds of communications, which means that the new protocol still holds constant-round property if the original one is a constant-round scheme.     

A secure anonymous routing protocol with authenticated key exchange for ad hoc networks

Anonymity and authenticated key exchange should be paid much more attention in secure mobile ad hoc routing protocols, especially in privacy-vital environment. However, as far as we know, few papers on secure routing protocols have addressed both the anonymity and authenticated key exchange. Therefore, in this paper, we present a new secure anonymous routing protocol with authenticated key exchange for ad hoc networks. In comparison with other previous secure routing protocols, our proposed protocol not only provides the anonymity to the route from the source to the destination, but also integrates the authenticated key exchange into the routing algorithm.     

认证协议中数据同步的分析

认证双方数据的同步是认证协议以及认证密钥交换协议的基本要求,但是在协议设计过程中难以把握且经常被忽视。对近年来可证明安全的一个RFID认证协议和一个RFID认证密钥交换协议以及可证明安全的一个移动卫星通信系统认证密钥交换协议进行了仔细分析,分别发现了针对这些协议的数据同步攻击,这些攻击破坏了协议的可用性。最后分别给出了改进方案,以克服存在的安全隐患。     

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。