可证明安全的后量子两方口令认证密钥协商协议

口令认证密钥协商可以在客户机和服务器之间建立安全的远程通信,且可以将一个低熵口令放大为一个高熵的会话密钥。然而,随着量子计算技术的快速发展,基于大数分解和离散对数等经典数学难题的PAKA协议面临着严峻的安全挑战。因此,为了构建一个高效安全的后量子PAKA协议,依据改进的Bellare-Pointcheval-Rogaway(BPR)模型,提出了一个基于格的匿名两方PAKA协议,并且使用给出严格的形式化安全证明。性能分析结果表明,该方案与相关的PAKA协议相比,在安全性和执行效率等方面有一定优势,更适用于资源受限的物联网(Internet of Things, IoT)智能移动设备。     

一个基于身份的密钥隔离认证密钥协商协议

鉴于目前已有的基于身份的认证密钥协商协议都未考虑后向安全性,结合密钥进化的思想,利用椭圆曲线加法群提出了一个基于身份的密钥隔离认证密钥协商协议.协议去除了双线性对运算,效率比基于双线性对构造的基于身份的协议有较大提高;协议不仅满足目前已知的所有针对认证密钥协商协议的安全性要求,而且还满足后向安全性.     

适用于智能家居的格上基于身份多方认证密钥协商协议

随着物联网应用的日益普及,物联网设备终端数量激增、种类多样、层次复杂,常处于不可控的环境之中,因此,确保数据传输过程的安全性和隐私性至关重要。对基于物联网架构的智能家居服务进行探讨得出,启用智能家居应用需涉及多个方面,如用户、云、物联网智能集线器(the IoT smart hub, ISH)和智能设备,它们需要多方验证以进行安全通信。由此提出了一种针对智能家居应用的格上基于身份多方认证密钥协商协议,并证明在eCK模型下是安全的。其安全性可以归约到环上带误差学习(ring learning with errors, RLWE)问题的困难性,能够抗量子计算攻击。所提协议由一个格上基于身份的加密方案转换而成,无须公钥证书,避免了部署一个庞大的公钥基础设施(public key infrastructure, PKI)。通过信息交互实现显式认证,且可具有一定的匿名性质,与其他相关的后量子格上多方认证密钥协商协议方案相比,该协议在安全性和执行效率方面更具优势。     

基于理想格的用户匿名口令认证密钥协商协议

基于标准格的密钥协商协议具有较长的密钥长度和较高的密文扩张率,且格的表示方式需要较大的空间,而理想格具有密钥长度短和运行效率高等优点。因此,结合环上误差学习问题,提出基于理想格的用户匿名口令认证密钥协商协议。使用低熵的口令,通过服务器实现相互认证和共享会话密钥,以避免在身份认证过程中用户长期密钥的存储安全受到威胁。分析结果表明,与传统的2PAKE和3PAKE协议相比,该协议具有较高的效率和较短的密钥长度,能够抵抗量子攻击,适用于大规模网络通信。     

可认证的无证书密钥协商协议

无证书公钥密码体制能有效地克服基于身份密码体制中密钥托管的限制,结合基于身份密码体制和可认证密钥协商的优点,提出了一个新的可认证无证书密钥协商协议。经过分析,该协议不仅满足一般密钥协商的安全特性,而且与已有的密钥协商相比,具有更少的对数运算。     

一种基于NTRU新型认证密钥协商协议的设计

NTRU是目前最实用的基于格构造的密码体制,然而相对于基于NTRU的加密、签名方案,其密钥协商协议却一直很少见诸文献。针对这一问题,提出了一种基于NTRU格的认证密钥协商协议。在随机预言机模型下,该方案是eCK模型中可证明安全,并且可以抵抗中间人攻击、重放攻击、冒充攻击、达到弱完美前向安全;与传统的DH、ECDH等方案相比,该方案计算效率更高,同时因其安全性可以规约到基于格中最短向量困难问题,可以抗量子攻击。     

高效的标准模型下基于身份认证密钥协商协议

在Waters的基于身份加密方案的基础上提出了一种高效的基于身份认证密钥协商协议,并在标准模型下证明了该协议的安全性.与目前已有的同类协议相比,该协议具有更高的效率和更弱的安全假设,并具有已知密钥安全和前向安全性等安全性质,同时能够抵抗未知密钥共享和密钥泄露伪装攻击.在该协议基础上,构造了防止用户密钥生成中心获取会话密钥的协议,以满足需要防止密钥托管的应用需求,并采用安全的消息认证码算法为该协议增加了密钥确认过程.     

认证密钥协商协议的研究与分析

介绍了身份认证的概念与途径,总结了认证密钥协商协议设计的基本原则;阐述了密钥协商协议中常见的攻击以及设计安全协议应该实现的目标。     

基于身份的认证密钥协商协议密码分析

认证密钥协商协议是一种重要的密码学原语。该文分析一种基于身份的认证密钥协商协议,并在Bellare-Rogaway-93模型下进行安全证明。在允许攻击者进行Reveal询问时,指出该协议的不安全性。研究结果发现,该协议不能抵抗密钥泄露伪装攻击。     

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。     

UC安全的双向口令认证密钥协商协议

针对多数口令密钥协商(PAKE)协议不具备双向认证功能的问题,基于通用可组合(UC)模型,提出一种UC安全的双向口令认证密钥协商(MPAKE)协议。定义具有双向认证功能的PAKE协议理想函数,描述实体之间的双向认证关系,并利用联合状态UC模型构造实现该理想函数的协议,使协议实体之间可以使用共享参数。该协议基于口令实现了双向认证,并能够协商出会话密钥。通过构造仿真器及其执行的操作分析MPAKE的不可区分性,从而证明该协议是UC安全的,并且结构简单,可保证在任意多方环境中并行运行时的安全。     

一种认证密钥协商协议的安全分析及改进

针对用于移动通信的可证安全的双向认证密钥协商协议MAKAP给出了一种有效攻击,指出该协议存在安全缺陷,它不能抵抗未知密钥共享攻击.分析了这些安全缺陷产生的原因,并给出了一种改进的协议MAKAP-I.改进后的MAKAP-I协议不但是可证安全的,而且无论从计算开销、通信开销、存储开销以及实现成本等方面,都比原MAKAP协议更高效、更实用.     

基于口令的可隐含认证的密钥协商协议

研究了群组通信中的密钥协商协议，首先用可变的底数来代替DH方案中的固定底数，改进了两方（Two-party)密钥协商协议PPK^[5]，然后把两方协议扩展成多方（Multi-party)协议，并且分析了所提出的两个协议对被动攻击和主动攻击的抵抗能力，最后给出了前者在抵抗联合攻击方面的不足。     

大规模延迟容忍网络中基于分级身份的认证密钥协商协议

大规模延迟容忍网络具有覆盖范围广、链路间歇性连通及通信时延长等特点, 这使得现有认证密钥协商协议存在系统管理瓶颈及通信时延长等问题。设计了一种适用于大规模延迟容忍网络环境下的认证密钥协商协议, 依赖基于分级身份的密码机制, 通过密钥分级派生, 减少系统管理瓶颈, 同时消除对证书的依赖, 减少协商时延。与现有通用环境下基于分级身份的同类协议相比, 该协议的通信开销及双线性对计算开销较小, 且均为常量, 不受节点层次数影响, 可扩展性更强, 并且具有密钥派生控制功能。最后, 在标准模型下证明了协议的安全性。     

移动通信中可证安全的双向认证密钥协商协议

在基于无线网络的分布式环境中,带认证的密钥协商协议对通信双方是否能够建立安全的会话至关重要.同时,协议的可证安全也逐步得到重视.在借鉴以往无线通信密钥建立协议的基础上,提出了一个可相互认证的密钥协商协议MAKAP(mutual authenticated key agreement protocol),并在Bellare和Rogaway的模型下证明了它的安全性,同时分析了其计算代价.与以往许多协议相比,MAKAP协议不仅在安全证明上有较明显的优势,而且其计算量也不大,有较高的实用性.     

多重PKG环境中高效的身份基认证密钥协商协议

认证密钥协商协议在网络安全通信中用于实现用户之间的相互认证和密钥协商。一些大规模网络应用中通常设置了多重PKG,高层的PKG认证下属的低层级PKG的身份并负责为它们生成私钥。目前适用于多重PKG环境的身份基认证密钥协商协议大多利用双线性对设计,运算效率较低,同时还存在安全性问题。为提高已有方案的安全性和效率,基于椭圆曲线密码体制提出了一种多重PKG环境中的身份基认证密钥协商协议,该协议中多个PKG之间不是相互独立的,而是具有层级隶属关系,更贴近实际应用。对该协议进行安全性分析,分析结果表明该协议能弥补已有方案的安全漏洞,满足抗临时密钥泄露、前向安全性、抗假冒攻击等安全属性,并且协商双方的计算中均不含双线性对运算,与同类方案相比具有更高的运算效率。     

基于RLWE的身份基认证密钥交换协议

提出了一个基于分圆环上错误学习(learning with errors, LWE)问题的身份基认证密钥交换协议,其基本思想是利用环上错误学习(ring learning with errors, RLWE)采样生成系统主私钥,进一步生成用户私钥,通过交换Diffie-Hellman临时公钥,计算用于派生会话密钥的密钥材料. 该协议与传统密钥交换协议的区别在于,协议中引入了错误项,以理想格的解码基为工具,详细分析协议的容错性,给出了合理的参数设置建议,从而保证协议以显著概率计算出相同的会话密钥. 协议在ID-BJM模型下具有可证明AKE安全性和PKG安全性,并且在双方临时私钥泄露、双方长期私钥泄露以及A的长期私钥和B的临时私钥泄露这3种情况下也可以保证协议的AKE安全.     

基于身份的认证群密钥协商协议

认证群密钥协商(AGKA)协议能为一群用户产生一个共享的会话密钥,使得群用户间能在公共数据网络进行安全通信.现有的大部分基于公钥技术的AGKAY协议分两类:第一类,认证部分是基于PKI/CA,会话密钥协商部分主要用模指数(或点乘)实现;第二类,认证部分是基于身份(ID)的公钥体制,会话密钥协商部分主要是用Weil对或Tate对实现.第一类AGKA协议存在一个较显著问题:公钥管理问题;第二类AGKA协议虽然有效地解决了公钥管理问题,但由于其会话密钥协商部分主要是用双线性对(即Weil对或Tate对)实现,与前者相比,计算量较大.针对这些不足,提出了一个新的AGKA协议,其认证部分是基于身份(ID)的公钥体制,会话密钥协商部分的运算主要用模指数实现;并在ROM,ECDH和BDH假设下证明了该AGKA协议的安全性.该协议与基于PKI/CA的相关AGKA协议相比,克服了后者在密钥管理上的困难;与其它基于身份的AGKA协议相比,在效率上具有一定的优势.     

基于口令和智能卡的认证与密钥协商协议

因为身份验证的过程有概率会让使用者的秘密信息暴露,导致恶意敌手可能会追踪到用户的秘密信息,并对其进行不法利用产生危害和利益损失.比如在基于SmartCard的匿名PAKA协议方案中,SmartCard遗失后便没有办法防御敌手的离线字典攻击.因此,将双线性配对操作、D-H困难和椭圆曲线运算等操作与注册和认证过程相结合,分别基于口令和智能卡进行改进设计了新方案.并将智能卡与改进的基于口令AKA方案相结合,提出了基于智能卡和口令结合的AKA协议方案,给了出安全性证明.进一步提高了基于SmartCard和密码的PAKA协议的可靠安全性.     

一种新的基于身份的认证密钥协商协议

设计一种能够提供PKG前向安全的基于身份的认证密钥协商协议,在标准模型中证明其具有已知密钥安全、完美前向安全、抗密钥泄露伪装攻击等安全特性。该协议的安全性建立在BDDH假设的基础上,与安全性建立在其他困难问题基础上的同类协议相比,其运算效率相当,安全性更高。