基于时间戳私钥签名技术的Nayak-T协议安全性分析

随着信息网络的快速发展,云服务走进人们视野,云环境下信息安全问题成为人们关注的焦点。Nayak协议是一种云环境下基于口令身份认证,实现双向认证和会话密钥交换的协议。针对Nayak协议存在的中间人攻击,提出改进协议Nayak-T。Nayak-T协议在消息项内增加时间戳并更改加密手段,通过双重加密的手段来保证双方通信安全。利用四通道并行建模法对Nayak-T协议建模,运用SPIN对该协议进行验证,验证结果得出Nayak-T协议安全的结论。模型优化策略分析表明,采用静态分析、类型检查、语法重定序模型优化策略的模型检测效率最佳,可运用于类似复杂协议的形式化分析与验证。     

基于模型检测的无线传感网安全协议形式化分析与改进

针对Zhang等人提出的一种基于位置的无线传感网络安全方案,开展基于模型检测的形式化分析与改进研究。首先采用模型检测工具SPIN对邻居节点认证协议进行分析和验证,发现节点移动后将导致邻居节点无法认证的问题;为了支持节点可移动,直接对协议给出一种改进方案,采用模型检测对改进后的协议重新建模分析,又发现存在中间人攻击的威胁;最后根据模型检测结果,进一步提出用时间戳替换随机数的改进方案,有效抵御了中间人攻击。本文的工作表明,模型检测不仅能实现对无线传感器网络安全协议的形式化分析与验证,还可有效协助完成安全协议的设计与改进。     

一种新的基于身份的多信任域认证模型研究

为解决基于身份的多信任域跨域认证问题,在分析了IBC和PKI认证框架特点的基础上,提出了一种新的基于身份的多信任域认证模型。该模型综合利用IBC和PKI的优点,实现了不同参数的IBC信任域的跨域认证问题,并通过BAN逻辑对本文设计的跨域认证协议进行了详细的分析和证明。分析结果表明,该模型能够实现跨域认证需求,跨域认证协议是安全有效的。     

基于无证书的两方跨域认证密钥协商协议

利用椭圆曲线上双线性对映射和离散对数问题,提出一种基于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跨域两方密钥协商协议中固有的密钥托管问题,实现了跨域通信双方的身份验证,防止了主动攻击。在保证协议正确性的基础上,采用应用Pi演算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,该协议的安全性和效率都更优。     

基于区块链技术的高效跨域认证方案

为解决现有公钥基础设施（PKI）跨域认证方案的效率问题,利用具有分布式多中心、集体维护和不易篡改优点的区块链技术,提出基于区块链技术的高效跨域认证方案,设计了区块链证书授权中心（BCCA）的信任模型和系统架构,给出了区块链证书格式,描述了用户跨域认证协议,并进行了安全性和效率分析。结果表明,在安全性方面,该方案具有双向实体认证等安全属性;在效率方面,与已有跨域认证方案相比,利用区块链不可篡改机制,使用哈希算法验证证书,能减少公钥算法签名与验证的次数、提升跨域认证效率。     

运用SPIN对云环境双向认证协议Nayak的安全性验证

随着云计算的发展,由欺诈行为驱动的窃取云资源和云服务的行为日趋严重,导致云资源提供商与用户间出现信任危机。Nayak协议是一种改进的云环境双向认证协议,用于保障用户安全登录云服务器,防止第三方恶意窃取用户信息。采用对称密钥密码体系对Nayak协议进行加密,基于Dolev-Yao攻击者模型,提出四通道并行建模法描述攻击者能力。该建模方法解决了Nayak协议并行运行过程中的模型检测问题以及安全隐患,优化了模型复杂度与存储状态数。运用SPIN模型验证工具分析表明采用对称密钥密码体系对Nayak协议加密不安全。此方法可运用于类似复杂协议形式化分析与验证。     

基于SPIN的远程证明协议的形式化分析及改进

远程证明是解决移动支付安全问题的有效手段之一。通过对可信计算远程证明协议进行分析,发现用户平台配置信息的隐私性、用户的认证性和远程验证者的认证性存在脆弱点,使用SPIN模型检测工具,应用模型检测方法对协议进行了形式化分析,检测出破坏性攻击漏洞。针对协议中的漏洞对协议进行改进,提出了一种基于用户属性加盐哈希的方法,通过用户属性保证协议的安全传输。最后使用SPIN检测改进后的协议,证明了改进方案的有效性、安全性,阻断了发现的攻击。     

基于证书签密的IPv6网络跨域认证协议

为了解决IPv6网络互连过程中基于身份认证的域内用户与基于无证书认证的域内用户之间进行跨域认证和密钥协商的问题,提出了一种随机预言机模型下可证明安全的基于证书签密的认证方案,设计了一种IPv6网络跨域认证协议并对其安全性和效率进行了分析。结果表明,在安全性方面,该协议具有完美向前保密和双向实体认证等安全属性,满足了认证的安全需求;在效率方面,与同类协议相比,该协议无须进行公钥加/解密运算,也不受同步环境的限制,只需五条消息就能实现跨域认证,计算开销和通信开销都相对较小。     

802.11i双向认证协议的模型检查

确保安全协议的正确性对于保证Internet上安全敏感的业务非常重要。采用形式化方法建模和验证安全协议可以检测到传统测试手段难以发现的错误。模型检查作为形式化验证方法的一种,有着自动化和提供反例等诸多优点。使用模型检查工具SPIN对802.11i双向认证协议EAP-TLS进行验证,提取出包含协议设计重要细节的形式化模型,对协议安全属性采用线性时态逻辑抽象,并验证协议模型是否满足安全属性。提出了一种使用PROMELA建模认证协议的方法。     

改进的跨域口令认证密钥交换协议

描述一个跨域口令认证密钥交换协议,在其基础上对跨域C2C-PAKE协议的安全模型进行改进。通过引入公钥密码体制,结合离散对数高可靠等特点,提出改进的跨域口令认证密钥交换协议。该协议步骤简单,具有语义安全性、密钥保密性,实现了服务器与用户之间的双向认证,能对抗不可检测在线字典攻击等常见攻击。安全性分析表明该协议是安全有效的。     

一种新的信息服务实体跨域认证模型

为解决基于身份的信息服务多信任域认证系统不能实现身份即时撤销的问题,提出了一种可撤销的身份签名方案。在SM9(国产标识密码)签名算法的基础上,引进一个安全仲裁来保管实体的部分私钥,通过终止安全仲裁给实体发送签名信令来撤销实体的签名能力,从而实现 身份 的即时撤销。在该方案的基础上,利用基于证书的公钥基础设施(PKI)与基于身份的密码体制(IBC)的组合应用优点,提出了一种新的信息服务实体跨域认证模型。该模型不仅具有灵活高效的认证特点,而且适合构建大规模信息服务实体的应用环境。同时,设计了一种跨域认证协议,实现了跨信任域的双向实体认证和密钥协商。分析结果表明,该协议具有较高的安全性及较少的通信量和计算量。     

基于改进PBFT算法的PKI跨域认证方案

为解决现有公钥基础设施跨域认证方案的效率问题,利用具有分布式和不易被篡改优点的区块链技术,提出基于联盟区块链的跨域认证方案。一方面,该方案对联盟链在传统实用拜占庭共识算法(PBFT)的基础上加入了节点动态增减功能;改进了主节点选举方式;将三阶段广播缩减为两阶段广播,减少了通信开销。另一方面,该方案设计了联盟链跨域认证协议,给出了区块链证书格式,描述了跨域认证协议,并进行了安全和效率分析。分析表明,在安全方面,该方案具有抵抗分布式攻击等安全属性;在效率方面,与已有跨域认证方案相比,该方案在计算开销上、通信开销上都有优势。     

基于联盟链的跨域认证方案

针对传统跨域认证易单点失效、过度依赖第三方等安全问题,提出了一种结合基于身份的密码（IBC,identity-based cryptography）体制与联盟链的跨域认证方案。通过设计包括实体层、代理层、区块链层、存储层在内的分层跨域认证架构,在跨域认证场景中引入联盟链,从而能够使两者较好地融合,增加了联盟链在跨域认证场景中的适应性。在存储层,设计摘要数据格式,将其存储于链上,摘要数据对应的完整数据存储于链下的星际文件系统,从而形成一种安全可靠的链上链下分布式存储方案,解决引入区块链后存在的链上存储受到限制的问题。提出一种基于永久自主权身份和临时身份的身份管理方案,解决结合IBC体制后身份难以注销和匿名身份难以监管的问题。在此基础上,设计完整的跨域全认证、重认证以及密钥协商协议以实现跨域认证流程。在安全性方面,使用SVO逻辑对认证协议进行分析,证明了跨域认证协议的安全性。通过仿真对计算负载性能、通信负载以及联盟链性能进行了测试与分析。分析表明,与相关方案相比,协议在满足安全性的同时,在服务端和用户端均有较好的计算负载表现。在通信效率上,相较于其他方案有不错的表现。通过联盟链工具对链上读...     

基于区块链的无人机网络跨域身份认证研究

传统的无人机跨域身份认证的方案大多依赖公钥基础设施 （public key infrastructure,PKI）。该模型高度依赖可信第三方,易造成单点故障且认证效率低下。据此,提出基于区块链的无人机网络跨域身份认证协议方案,该方案不但可以有效实现无人机的跨域认证,且可以改善传统基于PKI模型面临的诸多安全问题。同时,为了实现无人机网络跨域认证的隐私保护,提出了可实现无人机跨域身份认证身份标识的匿名化的方法。安全性分析与仿真实验的结果表明,该方案不但可抵御常见网络攻击,在认证效率和时间开销上有明显提升。     

云计算中跨域安全认证的关键技术研究

摘 要: 针对云计算环境中的数据访问,不仅要确保合法用户能快速访问到数据资源,而且要保证非法用户的访问权限受限,合理解决信任域内部的威胁以解决云计算技术带来的数据安全等问题,提出了一种能有效实现数据跨域访问的CDSSM模型,通过设置代理者Agent,首先区分首次跨域安全身份认证和重复跨域安全认证,巧妙优化了数据跨域安全身份认证的流程,然后通过充分利用身份认证中消息加密的密钥,将数据分块加密存储,最后有效的解决了域内的安全威胁,保证了用户数据的安全性。最后,笔者实现了CDSSM模型,实验表明本方案中的密钥不可伪造,可有效避免重放攻击,重复跨域身份认证的效率在50%以上,100MB以下文件的读写性能较好,大大提高了数据存储在云端的可靠性和安全认证的有效性。     

基于格的跨域认证联盟协议

提出了一种基于格的多信任域认证协议模型。该模型以格的特有属性来支持不同信任域间的双项实体认证及大规模跨域的联合认证。避免了由某个独立的特权机构认证所带来的安全隐患以及网络瓶颈和单点崩溃问题。解决了基于代理跨域认证的庞大通信规模和因缺乏灵活性而不适应现代网络环境的问题。经仿真实验和性能分析表明,该模型具有很高的安全性,且在大规模跨域的联合认证时更灵活、轻量及高效。     

基于多层区块链的跨域认证方案

针对现有集中式身份认证方式在物联网应用场景下管理成本高、异构信任域之间的证书管理困难以及跨域认证场景下多信任域难以互相信任的问题,提出了一种基于多层区块链的跨域认证方案.使用本地区块链来进行物联网应用场景下分布式的节点管理,使用公共区块链来进行区块链之间的跨链身份认证,设计了跨域认证协议.针对跨域访问时存在的多个管理域相互信任问题,提出了基于信任度评价的委托权益证明(DPOS)来评估节点的可信度.最后对跨域认证方案进行了安全和效率分析,分析表明该方案在保证较好安全性和有效性的基础上,提升了跨域认证的效率.     

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.     

云环境下基于混合密码体系的跨域控制方案

针对当前云环境下用户跨域控制方案不能满足不同密码体系之间的相互跨域访问的需求,借鉴PKI（public key infrastructure）认证体系的思想构造了一种基于混合密码体系的跨域控制方案。该方案以PKI认证体系为不同密码体系安全域的管理框架,以CA（certificate authority）为不同安全域用户的公共跨域认证中心,对不同安全域的用户进行认证,并根据验证结果为其分配公共跨域身份和身份控制标签。它不仅实现了对不同密码体系之间的相互访问,并且根据签发的身份控制标签完成用户的实时控制,一旦发现恶意用户便撤销用户公共跨域身份,并对恶意用户的实名身份进行标注。分析结果表明,新方案在满足正确性、不可伪造性、高安全性的同时可以抵抗重放攻击、替换攻击和中间人攻击,并且降低了计算开销。