具有强匿名性的网关口令认证密钥交换协议

网关口令认证密钥交换协议允许用户和网关在服务器的协助下建立起一个共享的会话密钥,其中用户和服务器之间的认证通过低熵的口令来完成.已有的网关口令认证密钥交换协议对用户的匿名性研究不足.该文基于Diffie-Hellman密钥交换提出了具有强匿名性的网关口令认证密钥交换协议,并且在随机预言模型下基于标准的DDH假设证明了协议的安全性.新协议可以抵抗不可检测在线字典攻击并且计算效率高,安全性和计算效率都优于已有的同类协议.     

基于混沌映射的用户匿名三方口令认证密钥协商协议

在基于混沌的三方口令认证密钥协商协议中,用户通过低熵的口令实现相互认证和共享会话密钥,以避免在身份认证过程中公钥基础设施或存储用户长期密钥的安全威胁。通过分析Lee提出的基于混沌映射的口令认证密钥协商协议,发现其协议不能进行口令变更,而且仅适用于用户和服务器之间的两方通信。为了改进此方案,提出两个基于切比雪夫混沌映射的用户匿名三方口令认证密钥协商协议,包括基于时钟同步的密钥协商方案和基于随机数的密钥协商方案。其中基于时钟同步的用户匿名三方口令认证密钥协商协议通信量少,基于随机数的用户匿名三方口令认证密钥协商协议更容易实现。两个方案的优点是用户仅选择一个简单的口令进行相互认证和密钥协商,服务器不需要再保护用户口令表,避免了口令相关的攻击,而且在相互认证过程中用户使用临时身份和哈希函数,实现用户匿名性,在增强协议安全性的同时,减少了通信过程中消息的数量,提高了协议的执行效率,具有完美前向安全,并用BAN逻辑证明了其安全性。     

基于身份的认证密钥协商协议的改进

针对已有的基于身份的认证密钥协商协议存在的安全问题,提出一种改进的基于身份的认证密钥协商协议。该协议采用双线性对运算方法,用户双方的临时和长期私钥结合进行最终会话密钥的计算,解决了原协议中存在的PKG前向安全性问题、单一依赖临时或长期私钥而存在的问题和已知临时会话密钥泄漏攻击的问题。在保证改进协议正确基础上,对协议的安全属性及协议性能进行了分析。采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,验证了改进协议的认证性和安全性。结果表明,改进的协议满足基于身份认证密钥协商协议的所有安全性要求,与已有基于身份的认证密钥协商协议相比具有更好的安全属性及计算效率。     

面向车联网增值服务的匿名认证协议的密码分析与设计

车联网是智慧城市的重要组成部分,它能够提供道路安全、交通管理、自动驾驶和互联网内容分发服务.其中,内容分发服务是针对车辆或其驾乘人员的互联网增值服务,它面临着比传统互联网服务更严苛的安全挑战.面向车联网增值服务的密钥协商协议能够为其安全通信初始化会话密钥,但已有的多服务器协议大多存在匿名性和前向安全性脆弱的缺点.最近,Vasudev等人使用Hash函数设计了一种面向车联网增值服务的轻量级认证协议.密码分析显示该协议除了匿名性和前向安全性脆弱之外还存在因智能卡丢失导致系统主密钥泄露的致命缺陷.为了弥补这些不足,使用椭圆曲线密码和Hash函数设计了一种适用于车联网增值服务的认证密钥协商协议.安全分析显示,该提案能够满足随机预言模型下的认证密钥协商安全性,具有强匿名性和前向安全性,并且能够抵抗已知的互联网攻击.性能分析显示,所提协议安全性能优于同类协议、用户侧的通信开销至少降低了34%.     

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。     

运用DH-EKE增强WTLS握手协议的安全性

WTLS握手协议不满足前向安全性,非匿名验证模式下不满足用户匿名性,完全匿名模式下易遭受中间人攻击.DH-EKE协议具有认证的密钥协商功能,将改进的DH-EKE集成到WTLS握手协议中,只需使用可记忆的用户口令,不需使用鉴权证书及数字签名.该方案适用于完全匿名的验证模式,可抵御中间人攻击和字典式攻击,且在服务器中不直接存储口令,攻击者即使攻破服务器获得口令文件也无法冒充用户,能够在WTLS握手协议中实现简单身份认证和安全密钥交换.     

一种无证书认证密钥协商协议的分析与改进*

研究无证书公钥密码系统中两方认证密钥协商协议问题。对Liu xu的无证书两方认证密钥协商协议进行安全性分析,指出该方案不具有强安全性。该方案不能抵抗密钥泄露伪装攻击和临时私钥泄露攻击。分析了方案不安全的原因,在此基础上提出一个改进的方案来修正Liu xu的方案。因此,设计看似安全的无证书两方认证密钥协商协议并不困难,但要给出协议的安全性证明并不容易。     

三因子匿名认证与密钥协商协议

为确保通信双方的信息安全,很多认证与密钥协商（AKA）协议被提出并应用于实际场景中。然而现有三因子协议都存在安全漏洞,如易受智能卡丢失攻击、口令猜测攻击等,有的更是忽略了匿名性。针对上述问题提出了一种三因子匿名认证与密钥协商协议。该协议通过融合智能卡、口令和生物认证技术,并增加口令与生物特征更新阶段以及智能卡更新分配阶段,并利用椭圆曲线上的计算性Diffie-Hellman（CDH）假设进行信息交互,来实现安全通信。在随机预言机模型下证明了所提协议的安全性。与同类协议进行对比分析的结果表明,所提协议能有效防范智能卡丢失攻击、重放攻击等多种攻击,实现了匿名性、口令自由更新等更全面的功能,且具有较高的计算和通信效率。     

一种轻量级的动态化密钥协商的物联网身份认证协议研究

针对物联网络在用户身份验证上存在的安全性问题,提出一种轻量级的动态化密钥协商的物联网身份认证协议(DLT)。该协议在用户进行登陆验证上使用了时间戳值,这使得恶意攻击者不能使用早期的消息,可以防范重放攻击以及拒绝服务攻击;在认证和密钥协商阶段采用了用户、服务器、控制服务器三者之间的互相验证,并且在公共信道上对服务器密钥和随机值进行了分离处理,使得攻击者无法窃听到其他用户的安全信息。协议安全性分析及仿真对比结果表明,DLT协议相比对比协议具有更多的安全功能,可以防范多种网络攻击,并且协议的能量代价更低。     

多服务器架构下认证与密钥协商协议

随着网络应用的广泛发展,网络中服务器的体系结构通常由许多不同的服务器组成.多服务器架构下的认证与密钥协商协议是实现远程用户认证的关键.单次注册是多服务架构下的认证与密钥协商协议的最重要特性,而采用动态的身份进行登录认证能有效地保护隐私.Chuang等人结合智能卡和生物特征,提出了一种基于可信计算的匿名可认证密钥协商协议,并指出其协议适用于多服务器环境同时能满足其必需的安全需求.分析指出Chuang等人的协议并不能实现用户的匿名性,同时还容易遭到服务器假冒攻击和智能卡丢失攻击.为了弥补这些安全缺陷,设计每个应用服务器选用不同的秘密参数,提出了一种改进方案.通过对敌手可能的攻击行为分析,证明了改进方案能有效防范服务器假冒攻击、智能卡丢失攻击、窃听攻击、重放攻击等安全威胁,同时改进协议保持着运算简单的特性.     

高效的基于身份的认证密钥协商协议

王圣宝等(王圣宝,曹珍富,董晓蕾.标准模型下可证安全的身份基认证密钥协商协议.计算机学报,2007,30(10):1842-1854)提出的标准模型下可证明安全的基于身份的认证密钥协商协议不具有私钥产生中心(PKG)前向安全性。针对该安全缺陷,提出了一种新的基于身份的认证密钥协商协议,协议中给出了一种利用用户私钥和临时秘密信息联合计算共享秘密的方法,并在标准模型下证明了协议的安全性。与已有协议相比,新协议具有较高的执行效率。同时提出了一种PKG与用户共同协商私钥的方法,即用户的私钥由用户产生的部分秘密信息以及PKG的系统主密钥共同生成,从而有效解决了基于身份的认证密钥协商协议的PKG前向安全性问题。     

基于验证元的三方口令认证密钥交换协议

三方口令认证密钥交换协议使2个分别与可信服务器共享不同口令的用户建立起秘密的会话密钥.这类协议的优点是用户只需要记忆一个口令就可以与其他注册用户进行通信,因而三方口令认证密钥交换协议更适用于大规模的端到端通信.现有的大多数三方口令认证密钥交换协议均基于随机谕言模型来实现,只有少数协议不依赖服务器拥有公钥,而且在标准模型下是可证明安全的.另外多数协议中的口令以明文的形式存储在服务器上,服务器信息泄露将对用户和服务器的数据安全带来极大的危害.在标准模型下,使用平滑投影Hash函数设计了一个基于验证元的三方口令认证密钥交换协议,并证明了协议的安全性.此协议满足抵抗服务器泄露、不可检测的在线字典攻击和密钥私密性等安全属性.     

Certificateless and identity-based authenticated asymmetric group key agreement

Group key agreement (GKA) is one of the traditional ways to guarantee the subsequent secure group communications. However, conventional GKA protocols face two limitations, i.e., they require two or more rounds to establish secure channels and are sender restricted. Asymmetric group key agreement (AGKA) eliminates above two limitations of GKA. It allows a group of users to establish a public group encryption key and a different secret decryption key of each group member in one round. Any user who knows the group encryption key can encrypt to the group members. This paper studies authenticated AGKA in certificateless and identity-based public key cryptosystems. We formalize the security model of certificateless authenticated asymmetric group key agreement and realize a one-round certificateless authenticated asymmetric group key agreement protocol to resist active attacks in the real world. We also investigate the relation between certificateless authenticated AGKA and identity-based authenticated AGKA. We propose a concrete conversion from certificateless authenticated AGKA to session key escrow-free identity-based authenticated AGKA.     

标准模型下隐私保护的多因素密钥交换协议

多因素认证密钥交换协议融合多种不同的认证因素来实现强安全的身份认证和访问控制,在具有高级别安全应用需求的移动泛在服务中具有巨大的应用潜力.现阶段多因素协议的研究成果还不丰富,并且已有协议都是在随机预言模型下可证明安全的.以两方口令认证密钥交换协议、鲁棒的模糊提取器以及签名方案为基本组件提出了一个标准模型下可证明安全的多因素协议.本文的协议中服务器不知道用户的生物模板,因此实现了对生物信息的隐私保护.与已有的随机预言模型下的多因素协议相比,本文的协议在满足更高安全性的同时具有更高的计算效率和通信效率,因此更满足高级别安全的移动泛在服务的应用需求.     

身份基认证密钥协商协议的分析与改进

对三个标准模型下可证明安全的身份基认证密钥协商协议进行了安全属性缺陷分析,在原方案基础上提出了一个安全增强的新方案。新方案满足目前已知的绝大多数安全属性要求,包括已知会话密钥安全性、抗密钥泄露伪装、抗未知密钥共享、无密钥控制以及消息独立性,特别是满足完美前向安全性、PKG前向安全性、已知会话相关临时秘密信息安全性,同时保持了良好的计算效率。     

可证明安全的基于身份的认证密钥协商协议

提出了一种具有私钥产生中心(private key generator, PKG)前向安全性的基于身份的认证密钥协商协议,协议中给出了一种利用用户双方的长期私钥和临时私钥联合计算共享密钥的方法.在标准模型下证明了协议的安全性,并且分析得出,即使攻击者能够同时获得双方的临时私钥或同时获得双方的长期私钥,共享密钥仍然是安全的.性能分析表明,该协议较好地平衡了计算复杂度和安全性这两个协议评价指标.