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。     

基于无证书的两方认证密钥协商协议

两方认证密钥协商协议的设计主要基于传统公钥密码体制和基于身份的公钥密码体制.基于无证书的认证密钥协商方案避免了基于传统公钥证书方案存在的身份管理复杂性,同时也消除了基于身份方案中所固有的密钥托管问题.Park等人在2007年提出了选择身份安全模型下抗选择明文攻击(IND-sID-CPA)的无证书加密方案,在该方案的启发下提出了基于无证书体制的两方认证密钥协商方案,并与其他方案进行了安全性和有效性比较.该方案满足目前已知的绝大多数安全属性要求,特别是完美前向安全性,PKG前向安全性,已知会话相关临时秘密信息安全性以及无密钥托管等安全特性,同时保持了良好的计算效率.     

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。     

构建无证书的两方认证密钥协商协议

基于无证书的认证密钥协商方案相比基于PKI的方案具有身份管理的简单性,同时相比基于身份的方案具有无密钥托管性。基于可证安全的无证书加密方案提出了一个两方认证密钥协商方案.通过与其他方案在安全性和有效性方面的比较,该方案满足更多的安全属性要求,如完美前向安全性,PKG前向安全性,已知会话相关临时秘密信息安全性和无密钥托管等安全特性,同时具有良好的计算有效性。     

一个安全的两方认证密钥协商协议简

在不安全的通信环境中,如何安全有效地保障用户之间信息的传递是一个倍受关注的问题。认证密钥协商协议是解决该问题方法之一。基于李发根等人的签密方案,提出了一个安全的两方认证密钥协商协议。方案的安全性分析表明,该协议不仅具有传统的基于身份的密码方案的核心功能,而且还很好地消除了基于身份密码方案中存在的密钥托管问题。     

面向Ad Hoc网络的无证书认证组密钥协商协议

安全和效率是影响无证书认证组密钥协商协议能否在Ad Hoc网络中得到实际应用的两个关键因素。针对这两个关键因素，以提高Ad Hoc网络安全组通信的安全性和效率为目标，提出一个无证书认证组密钥协商协议，基于椭圆曲线密码体制（ECC）点乘运算实现无配对的无证书认证组密钥协商和身份认证；并使用Huffman密钥树优化通信轮数，以降低计算量和通信量，提高组密钥协商效率。安全分析和性能分析表明，与现有基于无证书的组密钥协商协议相比，所提方案在组密钥协商时具有较高的效率和安全性，可以满足资源受限条件下组密钥建立以及组成员变动带来的密钥更新问题。     

无双线性对的无证书两方认证密钥协商协议

鉴于双线性对运算复杂度较高,不适用于移动通信环境,提出新的无双线性对的基于无证书的两方认证密钥协商协议。新协议解决了基于身份的公钥密码方案中固有的密钥托管问题,实现了对通信双方的身份认证,采用非双线性对运算,极大地降低了计算开销。通过分析协议的正确性,采用Applied Pi演算对协议进行形式化分析,借助ProVerif工具验证了协议的安全性和认证性。与其他两方密钥协商协议相比,新方案具有更好的安全性和效率。     

Ad Hoc网络中基于身份的簇密钥协商机制

针对Ad Hoc网络能源受限、动态变化的特性,提出一个基于身份的组密钥协商机制。该机制基于簇结构,允许同步执行基于对的多方密钥协商协议,从而使得簇成员数不影响密钥协商;密钥协商期间不需要交互,进而提供安全认证和动态性。在判定性双线性Diffie-Hellman(DBDH)问题下证明了该机制的语义安全性,并与已有方案在安全性、通信量和计算量方面进行了比较,结果表明所提机制在协商轮数和认证性方面具有优势。     

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.     

一种异构传感网认证密钥协商方案

把集合论思想引入异构传感网认证密钥方案设计中,提出一种基于双线性对动态累加器的异构传感网认证密钥协商方案.已往基于经典随机图等理论的安全方案主要实现了节点间密钥协商,使身份认证和密钥协商割裂开来;新方案则从集合论的角度把异构传感网认证密钥协商转化为集合元素关系认证,实现了身份认证和密钥协商的有效融合.方案包括异构传感网身份认证、密钥协商和广播认证这3 部分.节点通过交换 ID 与证人信息相互验证身份合法性;合法节点协商生成共享密钥;利用广播消息动态增加/删除节点,更新节点证人信息.实验分析表明,该方案不但实现了身份认证、密钥协商和广播认证的有效融合,而且具有良好的安全性、扩展性和网络结构变化的自适应性,适用于节点性能和安全性需求较高的场景中.     

基于身份的可认证多方密钥协商新方案

认证密钥协商协议允许通信方在公开的网络环境里进行认证,并协商一个安全的共享会话密钥。在McCullagh-Barreto方案的基础上,提出了一个基于身份的可认证多方密钥协商新方案。引入密钥种子更新临时公私钥对,实现了认证功能,提高了安全性,成功抵抗了Reveal查询攻击和密钥泄漏扮演攻击,且具有无密钥控制、等献性等特性。     

完美前向安全的基于身份认证密钥协商方案

现有的基于身份的一轮认证密钥协商方案没能实现强的完美前向性.采用强不可伪造的签名算法对临时公钥进行签名,提出一种改进的基于身份认证密钥协商方案.首先,对Boneh和Boyen提出的强不可伪造的短签名方案进行改造,提出一种强不可伪造的基于身份签名方案;然后,将新签名方案与Ni等人提出的eCK安全的基于身份一轮认证密钥协商方案相结合,提出新的密钥协商方案.进一步,为了实现新方案的可证明安全性,在对比分析eCK-PFS模型和eCK模型的基础上,融合现有安全模型,定义了基于身份认证密钥协商方案分析的强安全模型ID-eCK-PFS.在ID-eCK-PFS模型下,通过安全性规约,证明了新提出的基于身份认证密钥协商方案实现了强安全性,包括抗密钥泄露伪装、抗临时秘密泄露和完美前向安全性等.     

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。     

UAP协议的安全性分析与改进

论文分析了一个基于椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)的无线认证和密钥协商协议(UAP协议)的安全性,指出其安全缺陷:协议的安全性取决于服务器私钥的安全保存。使用无需求逆的椭圆曲线数字签名算法,同时将认证过程密钥和服务器参数绑定,给出了改进的无线认证和密钥协商协议,有效修复了UAP协议的缺陷,提高了服务器的使用效率,满足了无线认证和密钥协商协议的安全需求。     

无线局域网中基于身份签名的接入认证方案

目前无线局域网中的典型接入认证方案不能较好地支持双向认证,并且效率较低。针对上述问题,利用基于身份签名技术,提出一种新的双向接入认证方案。给出方案的初始化过程、实体间认证协议以及基于该接入认证方案的密钥协商协议,并对密钥协商协议进行效率和安全性分析,结果表明,该协议能以较小的计算代价,实现已知密钥安全、前向安全、未知密钥分享和密钥控制。与EAP-TLS和WAPI2接入认证方案相比,该方案具有无证书、双向认证以及认证效率高等优势。     

一种动态的可认证的群密钥协商方案

为了使群密钥协商协议能够抵抗主动攻击,提出了一种高效的可认证方案。该方案以一种可认证的两方密钥协商协议为基础,首先提出了该协议的无认证版本,然后通过二叉树把两方认证版本、一方认证版本和无认证版本结合起来。该方案提供了隐含密钥认证和完善前向保密等安全属性。其通信开销是常数,计算开销与成员数目的对数成正比。     

一种可认证的三方密钥协商协议

新协议提出了一个安全高效的三方密钥交换协议方案,通过在CDH假设下运用椭圆曲线密码体制,将长期私钥和临时私钥混合的方法保证协议的安全,通过对该协议的安全性进行分析,表明该协议可以抵御多种攻击;另一方面,将参与方中的任意两方作为一组,生成一个共同密钥,然后两方中的任意一方再与第三方进行消息认证和密钥协商,这样仅需要五次信息交互就可以实现整个协议的相互认证和密钥的确认功能,同时通过协议的比较还表明该协议具有较高的效率。     

一种新的基于双线性配对的无线传感网络密钥协商方案

针对无线传感器网络密钥协商中安全性不足的问题,提出了一种适合无线传感器网络的密钥协商方案KASBP。该方案首先运用基于双线性配对的运算预置网络系统参数并通过计算获得节点的相关参数;然后节点向邻居节点广播,并利用Diffie-Hellman密钥交换技术,使节点间能够共享密钥。理论分析结果表明,KASBP方案的执行效率不仅优先于LZC和Shim-Woo的密钥协议方案,同时也符合已知密钥安全完美前向安全密钥泄露安全未知共享密钥安全密钥支配安全等安全需求。     

基于身份的可认证多方密钥协商方案

三方密钥协商协议虽然比传统方案高效,但不具有认证功能且易遭受中间人攻击。文章将该协议扩展到多方,提出2个新的基于身份的密钥协商方案。方案中用于实现认证功能的签名是短签名,因此认证过程比较高效。通过引入口令进化机制,提高了安全性。新方案具有等献性、无密钥控制、已知密钥安全、抗中间人攻击等安全特性。     

一种安全高效的WAPI改进策略

提出一种安全高效的WAPI改进策略。介绍WAI接入鉴别机制及其形式化描述,根据RSA算法与公钥认证框架方案改进密钥认证体制,讨论证书认证和密钥协商过程,分析改进WAPI的安全性和运行效率。结果表明,该策略可以将身份认证和密钥协商过程有机结合,能抵御重放攻击。