基于身份可证安全的双方密钥协商协议*

针对双方认证和密钥协商协议中会话双方属于不同密钥产生中心的情况,利用双线性对性质和BDH假设,基于可证安全的eCK模型提出一种基于身份可证安全的双方密钥协商协议。该协议从测试会话在随机谕示模型中是否存在相应的匹配会话两个方面,对提出的协议方案进行了安全性证明：若BDH假设不可解,则本方案是安全的认证密钥协商协议。     

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。     

基于口令的群密钥协商协议

基于口令的群密钥协商协议的目的是利用低熵的口令协商出高熵的会话密钥,并利用该会话密钥进行安全的通信,达到成员之间多方安全的要求。引入2个随机数来提高安全性,使用Hash函数对口令进行优化确保口令的新鲜性,提出一个标准模型下的可证安全的基于口令的协议,并对其进行安全性分析。     

基于签名方案的多密钥协商协议

多密钥协商协议可以在一次会话中协商出多个会话密钥,大大降低了密钥协商的成本,因此受到研究者们的关注。提出了一种新的基于签名的多密钥协商协议,新协议利用传统的签名方案实现参与者之间信息的隐藏,并通过引入Hash函数来加强协议的安全性。对新协议的安全性和计算量进行了讨论,结果表明,新协议在减少计算量的前提下实现了协议双方的安全密钥协商。     

三叉树结构下的群认证密钥协商协议

群密钥协商是密钥协商协议的一个重要研究分支。提出了一种在三叉树结构下基于身份的群认证密钥协商协议,充分考虑了成员加入和离开时的子协议。还对方案的安全性和性能进行了分析。结果表明,新方案在计算量减少的前提下实现了协议多方的安全密钥协商。     

认证群密钥协商协议编译器的分析与改进

认证群密钥协商协议能为群用户产生一个共享的会话密钥,使群用户在公共数据网络中进行安全通信。该文分析证明Abdalla等人的密钥协商协议不能抵抗假冒攻击：某用户的左右邻居在获得与该用户运行群密钥交换协议副本后,可以假冒该用户与其他群成员运行该协议,产生一个新的共享会话密钥,且不会被群中其他成员发现。并针对该协议编译器的缺点进行改进。     

基于身份的同态密钥协商

在整数环上的同态加密机制和IBE公钥密码体制基础上,提出了基于IBE的同态密钥协商。该协议建立的会话密钥是等献的、前向保密的。和Diffie-Hellman系列密钥协商协议相比,所提出的密钥协商协议具有更快的运算速度;和基于口令的密钥协商协议相比,所提出的密钥协商协议具有较好的安全性。最后利用BAN逻辑证明了该协议的安全性。     

基于无证书密码学的可认证三方密钥协商协议

为了使密钥协商协议能够抵抗主动攻击,提出了一个可认证的无证书三方密钥协商协议。首先分析现有密钥协商协议的特点,然后以无证书密码学理论为基础设计一个安全的三方密钥协商协议。该协议只需要一轮消息交换就可以建立起安全的三方会话密钥,有效地克服了密钥托管问题,提供完善的前向安全性。通过性能分析表明,该协议具有较高的安全性和运行效率。     

标准模型下基于口令的群密钥协商协议

基于口令的群密钥协商协议的目的是利用低熵的口令协商出高熵的会话密钥,并应用此会话密钥进行安全的通信,达到成员之间多方安全的要求。在Burmester及Desmedt协议的基础上,引入伪随机函数集和签名方案,提出一个标准模型下的可证安全的基于口令的协议,并对其进行安全性分析。     

标准模型下基于身份的认证密钥协商协议

由于在现实世界中无法实现随机预言模型,标准模型下可证安全的高效密码协议成为近年来的研究热点.现有的标准模型下可证安全的基于身份的认证密钥协商协议,要么以未经安全性证明的基于身份的加密方案为基础设计密钥协商协议,无法保证所提出密钥协商协议的安全性;要么在弱的安全模型中设计密钥协商协议,导致协议的安全性差.采用MTI协议族的思想,基于判定性q-ABDHE假设和判定性BDH假设,设计了一个新的基于身份的认证密钥协商协议IBAKA,并第1次在标准模型下证明该协议是eCK安全的.与现有的标准模型下基于身份的密钥协商协议相比,IBAKA协议的计算效率、通信效率等方面性能优越.     

An ID-based authenticated dynamic group key agreement with optimal round

Group key agreement protocols are crucial for achieving secure group communications.They are designed to provide a set of users with a shared secret key to achieve cryptographic goal over a public network.When group membership changes,the session key should be refreshed efficiently and securely.Most previous group key agreement protocols need at least two rounds to establish or refresh session keys.In this paper,a dynamic authenticated group key agreement(DAGKA) protocol based on identity-based cryptography is presented.By making use of the members’ values stored in previous sessions,our Join and Leave algorithms reduce the computation and communication costs of members.In the proposed protocol,Setup and Join algorithms need one round.The session key can be refreshed without message exchange among remaining users in Leave algorithm,which makes the protocol more practical.Its security is proved under decisional bilinear Diffie-Hellman(DBDH) assumption in random oracle model.     

一种可认证的群组密钥协商协议

群组密钥协商协议可以使得所有组员协商出一个相同的密钥,该密钥可以被用到后续的组员之间的安全通信中,保证群组通信的机密性、完整性和真实性。本文在可认证双方密钥认证协议和BD群组密钥协商协议的基础上,提出了一种可认证的群组密钥协商协议(ABD)。和BD相比,ABD不仅能抵抗被动攻击还能抵抗主动攻击。     

一个基于椭圆曲线密码体制之上的密钥共识协议

椭圆曲线上的公钥密码体制能够提供与其他公钥密码体制相同的安全性，而使用的密钥长度却要短得多，该文分析了几个基于椭圆曲线上的密钥共识协议，并提出了一个安全有效的三趟密钥共识协议。     

新的适用于WSN网络的双方认证密钥协商协议

在无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中,如何消耗较小的计算量建立传感器之间的身份认证和会话密钥一直是学界研究的热点。基于椭圆曲线密码体制设计了一种新的认证密钥协商协议。之后对新协议进行了安全性分析和性能分析。分析结果表明,新方案在确保自身安全的前提下,以较小的计算代价实现了WSN网络节点之间的安全密钥协商目标。     

Authenticating tripartite key agreement protocol with pairings

In this paper, an authenticated tripartite key agreement protocol is proposed, which is an ID-based one with pairings. This protocol involves only one round. The authenticity of the protocol is assured by a special signature scheme, so that messages carrying the information of two ephemeral keys can be broadcasted authentically by an entity. Consequently, one instance of the protocol results in eight session keys for three entities. In other word, one instance of the protocol generates a session key, which is eight times longer than those obtained from traditional key agreement protocols. Security attributes of the protocol are presented, and the computational overhead and bandwidth of the broadcast messages are analyzed as well.     

一种改进的辫子群上的密钥协商协议

由Shor,Boneh和Liptonon等人发现的、可在量子多项式时间内解决大整数分解、离散对数和椭圆曲线上的离散对数问题的量子算法使得当前以这些“难解”问题为基础的传统公钥密码体制受到挑战。辫子群是一种新兴的适用于量子计算机时代的公钥密码平台,但是目前基于辫子群的密钥协商协议AAG、AAFG和BDH等都有不同程度的安全弱点。本文利用随机化辫子和非共轭变换技术,在AAG和AAFG密钥协商协议的基础上,提出了一种改进的辫子群上的密钥协商协议,用于在非保密信道上安全协商共享密钥。该协议可以抵抗目前已知的长度攻击、线性表示攻击和各种基于共轭搜索方法的攻击。     

基于身份的安全组播密钥协商

如何有效地进行密钥管理是安全组播的难点。在Wang等人所做工作的基础上,提出了一个新的基于身份的密钥协商方案,分析了子组之间的通信过程,以及组成员动态变化时密钥的更新过程,结果表明该方案满足密钥协商安全性要求,且在降低计算和通信代价方面取得了较好的效果。     

Ad Hoc网络中基于树状结构的组密钥管理

树状结构的组密钥管理协议可以解决Ad Hoc网络中成员之间的共享密钥问题,从而保证合法组成员之间得到一个安全共享的组密钥。对3种基础树状结构的组密钥管理协议的原理和结构特征进行分析,对成员加入、离开、合并和分割时各自产生的通信量和计算量进行对比,得出不同树状结构的组密钥管理协议在Ad Hoc网络中的适应性,为更复杂的树状结构在Ad Hoc网络的应用提供重要参考及技术保障。