无线通信漫游服务中匿名认证与密钥协商方案

利用单向哈希函数、消息加解密系统、数字签名技术和椭圆曲线上的离散对数难题为基本组件来构造方案,以满足无线通信环境下漫游服务中匿名认证和密钥协商协议对安全性和实用性的要求。新方案不仅满足更多匿名认证和密钥协商的安全属性要求,而且提供一系列附加功能以提高方案的强健性和用户友好性。最后,分析指出新方案可以抵抗已知的安全攻击,保护用户隐私,满足移动设备对低消耗的要求和用户对灵活性的需求。     

基于模糊身份的直接匿名漫游认证协议

近年来,为保护用户的隐私安全性,大量适用于全球移动网络环境的匿名漫游认证协议相继被提出.其中,部分协议采用临时身份代替真实身份的方法实现漫游过程中用户身份的匿名性需求,然而临时身份的重复使用,在一定程度上增加了用户的存储负担;部分协议采用身份更新的方法实现临时身份的一次一变性,但是相关信息的存储及更新操作,导致协议的执行效率较低.针对上述不足,提出模糊的直接匿名漫游认证协议.无需家乡代理的协助,通过1轮消息交互,外部代理即可直接完成对移动用户的身份合法性验证.同时,无需更新操作,即可实现漫游过程中临时身份的一次一变性.该机制在实现身份合法性匿名认证的同时,提高了协议的存储和执行效率,并且降低了通信时延.安全性证明表明,该协议在Canetti-Krawczyk（CK）安全模型下可证明是安全的.相较于传统漫游认证协议而言,该协议在存储、通信和计算等方面具有更优的性能,更适用于全球移动网络.     

A strong user authentication scheme with smart cards for wireless communications

Seamless roaming over wireless network is highly desirable to mobile users, and security such as authentication of mobile users is challenging. Recently, due to tamper-resistance and convenience in managing a password file, some smart card based secure authentication schemes have been proposed. This paper shows some security weaknesses in those schemes. As the main contribution of this paper, a secure and light-weight authentication scheme with user anonymity is presented. It is simple to implement for mobile user since it only performs a symmetric encryption/decryption operation. Having this feature, it is more suitable for the low-power and resource-limited mobile devices. In addition, it requires four message exchanges between mobile user, foreign agent and home agent. Thus, this protocol enjoys both computation and communication efficiency as compared to the well-known authentication schemes. As a special case, we consider the authentication protocol when a user is located in his/her home network. Also, the session key will be used only once between the mobile user and the visited network. Besides, security analysis demonstrates that our scheme enjoys important security attributes such as preventing the various kinds of attacks, single registration, user anonymity, no password/verifier table, and high efficiency in password authentication, etc. Moreover, one of the new features in our proposal is: it is secure in the case that the information stored in the smart card is disclosed but the user password of the smart card owner is unknown to the attacker. To the best of our knowledge, until now no user authentication scheme for wireless communications has been proposed to prevent from smart card breach. Finally, performance analysis shows that compared with known smart card based authentication protocols, our proposed scheme is more simple, secure and efficient.     

移动云环境下的多授权机构属性基加密方案

针对移动云数据的访问控制进行了研究,提出一种高效的、无需CA的多授权机构密文策略属性基加密方案。通过借助外部资源,在数据加密和解密过程分别增加预加密操作和可验证外包解密操作,从而降低用户的加解密计算量,并采用双因子身份认证机制实现对用户的匿名认证。安全性分析表明,新方案基于判断性q-BDHE（decisional q-parallel Bilinear Diffie-Hellman Exponent）假设可证明是选择明文安全的,并且方案能够抵抗合谋攻击。仿真实验表明,新方案有效降低了数据加密、解密的计算开销以及对密文的通信开销。因此,新方案能够实现对移动云数据安全、高效的访问控制。     

一种基于USB Key的双因子身份认证与密钥交换协议

传统的USB Key只能存储数据而无法进行复杂的加／解密运算,导致基于USB Key的认证协议存在诸多不足。本文针对含智能卡芯片的USB Key可进行加／解密运算和生成随机密钥的特点,提出了一种基于USB Key的双因子身份认证与密钥交换协议DKAKEP。该协议综合运用伪随机数验证、一次性会话密钥、AES加密算法、安全哈希算法等技术,除了可提供安全快速的身份认证与密钥交换,还具有快速更改密钥、支持多种哈希算法和无需时间同步机制的特点。 多种协议攻击,具有较强的实用性、安全性和可靠性。     

一种基于Isabelle/HOL的安全通信协议验证方法

传统对称密钥加密协议的加密和解密速度较快,但用户无法进行身份认证,容易造成通信代理持有密钥过多导致管理困难的问题,而非对称密钥加密协议可实现用户的合法身份认证,但密钥复杂度高,使其在处理大容量消息时运行速度较慢。为解决上述问题,结合对称和非对称密钥加密方式,构建D_protocol混合密钥加密协议。使用Isabelle/HOL定理证明辅助工具对D_protocol协议建立通信代理和消息序列的形式化模型,采用形式化操作语义描述用户行为,通过归纳分析方式对通信协议消息交互过程涉及的相关定理展开验证,结果表明D_protocol协议在提高通信效率的同时具有较高的安全性,并且可在一定程度上抵抗外部攻击和中间人攻击。     

无线局域网安全技术与漫游研究

首先分析了无线局域中目前常用的安全措施和它们的优缺点,接着探讨了动态WEP加密技术和基于可扩展的RADIUS认证技术的实现,介绍了改进的无线局域安全结构,最后简单讨论了在不同无线接入点AP之间用户的漫游。     

Enhanced authentication scheme with anonymity for roaming service in global mobility networks

User authentication is an important security mechanism for recognizing legal roaming users. In 2006, Lee, Hwang, and Liao proposed an enhanced authentication scheme with user anonymity for roaming environments. This article shows that Lee–Hwang–Liao’s scheme cannot provide anonymity under the forgery attack. Moreover, the heavy computation cost may consume battery power expeditiously for mobile devices. Therefore, we propose a novel authentication scheme to overcome these weaknesses that is efficient, secure, and suitable for battery-powered mobile devices in global mobility networks.     

一种高效的移动微支付和认证协议*

针对移动计算网络的技术特点,提出了一种适合移动用户与收费服务网络进行微支付和相互认证的协议。该协议的创新之处在于将微支付方案融入到认证协议中,使移动用户可利用笔记本电脑或掌上电脑浏览收费网页、购买低价信息商品以及进行移动电子商务,并能为移动用户漫游计费提供依据。协议不仅在公共参数的存储空间需求和用户端计算负荷方面是合理的,而且能够确保用户不被错误收费,并为服务网络提供防止用户抵赖的合法证据。该协议基于一个全局的公钥基础设施,适用于基于第三代移动通信系统的网络计算环境。     

安全协议的验证逻辑

该文提出一种论证安全协议之安全性质的非单调动态逻辑.针对信息安全的特定需要,给出了一组与加密、解密、签名、认证和密钥分配等密码学操作有关的公理和推理规则,举例说明了这一逻辑框架在验证安全协议方面的应用,并讨论了需要进一步解决的问题.     

物联网中移动Sensor节点漫游的组合安全认证协议

物联网包含感知子网和传输骨干网,其感知子网中节点能力受限,往往利用移动的传感器节点跨区域访问来获取信息;而其传输骨干网络需要依托现有Internet的基础设施,并利用其提供的强大服务.在这种情况下,移动节点的漫游带来了新的安全问题,一方面移动节点在感知子网间跨区域漫游,虽和MANET中一样需要保证移动节点漫游时高效安全地加入新的拜访域,但因传感节点资源极端受限而对轻量级有更高数量级的要求;另一方面资源受限的感知子网间移动节点漫游仅能提供轻量级安全,但是在接入骨干传输网时,不可因此降低骨干网络已有的安全性,即轻量级的安全协议和传统骨干网协议综合运用时,需具有组合安全性.本文针对这种基于骨干传输网的移动节点漫游问题,提出了一个新的随机漫游认证协议(RMRAP),兼顾安全性和实际应用的可行性,实现了漫游的轻量级身份认证,保护了漫游节点的隐私,同时实现了具有前向安全性,会话密钥对;并针对衔接骨干网和感知子网的基站进行了组合安全性的认证测试,验证了RMRAP的安全性;最后,从理论分析和实验仿真两个方面,分析了RMRAP协议的性能,并和相近工作进行了对比,对比表明,具有组合安全性的RMRAP在计算、通信开销方面,依然具有和同类协议可比较的相近性能.     

非对称加密算法在身份认证中的应用研究

随着计算机网络以及智能终端应用的不断普及,特别是网络金融以及二维码的快速普及,信息安全问题越来越突出。文中研究了对称加密算法数据加密标准DES,主要研究了公开密钥基础设施体系PKI,这是确保信息在传输过程中安全性的第三方平台,它主要负责颁发带有CA中心数字签名的证书以及管理RSA算法中需要的公钥和私钥;研究了几种非对称加密算法并分析了它们的性能;重点研究了CEE中基于有限域上的椭圆曲线离散对数算法和RSA非对称加密算法,提出了用私钥加密公钥解密方案来解决信息真伪鉴别即身份认证问题,编程实现了RSA的公钥生成以及信息的加密和解密,主要实现了RSA密钥生成器模块、加密模块和解密模块,设计了加解密图形界面,完成了文件路径加密和整个文件的加密。实验结果表明RSA算法的可行性和安全性是较高的。     

物联网移动节点直接匿名漫游认证协议

无线网络下传统匿名漫游协议中远程域认证服务器无法直接完成对移动节点的身份合法性验证,必须在家乡域认证服务器的协助下才能完成,导致漫游通信时延较大,无法满足物联网感知子网的快速漫游需求.针对上述不足,提出可证安全的物联网移动节点直接匿名漫游认证协议,远程域认证服务器通过与移动节点间的1轮消息交互,可直接完成对移动节点的身份合法性验证.该协议在实现移动节点身份合法性验证的同时,具有更小的通信时延、良好的抗攻击能力和较高的执行效率.相较于传统匿名漫游协议而言,该协议快速漫游的特点更适用于物联网环境.安全性证明表明,该协议在CK安全模型下是可证安全的.     

3G用户在WLANs间的快速认证方法

EAP-AKA协议可以实现用户和3G网络的双向认证,但缺乏对无线局域网(WLAN)接入网络的认证和用户主密钥的更新机制,并且3G用户在WLAN间漫游时代价较高。针对上述问题,利用身份加密技术和门票技术改进EAP-AKA协议,设计无需3G网络参与的WLAN间快速漫游协议,实现对WLAN接入网络的认证和主密钥更新。     

移动通信系统的安全性研究

目前人们频繁地使用移动通信进行信息交流,通信系统中信息的安全性以及网络资源使用的安全性将变得越来越重要。着重研究了移动通信系统的安全。首先对3G安全体系机构作了详细的分析,概述了3G的安全威胁,安全原则、目标和要求,分析了3G的安全特征,对3G接入网络中的认证和密钥协商、数据机密性服务、数据完整性服务等机制进行了探讨。然后,对3G加密算法KASUMI算法作了研究,详细介绍了算法的原理和构成,并对KASUMI算法进行了程序仿真。     

高效彩色图像无损认证加密算法的研究

针对图像在加密过程中可能存在的信息丢失及安全性不高等问题进行研究,提出了一种基于AEGIS的彩色图像无损认证算法。该算法利用图像的文件头得到初始状态,通过AEGIS内部的状态更新对图像的加密,然后将状态更新后生成的认证标签隐藏到密文图像中,解密时从密文图像中提取标签并通过AEGIS恢复图像,实现了认证功能,保证了图像的真实性和完整性。与其他图像加密算法相对比,该算法运算效率高,密文图像含有信息量低。实验结果表明,该算法可以实现彩色图像的快速无损认证加密和解密。     

构建基于微证书的物联网密码认证系统

针对物联网环境中传感节点运算能力弱,存储空间有限的特点,本文研究和设计了基于微证书的物联网密码认证系统,通过使用微证书技术来提高系统的认证,数据完整性验征以及加解密数据的速度和安全性。基丁微证书的密码认证系统,主要采用组合对称密钥技术和安全芯片技术,实现微证书的一次一变的动态特征以及硬件芯片的安全存储,町以满足夫规模的感知设备认证、签名以及加解密等物联网安全需求,提高物联网的安全性能。     

移动云计算中基于身份的轻量级加密方案

针对移动云计算中数据安全和移动用户的隐私保护问题,结合在线离线和外包解密技术,对基于身份加密机制（IBE）中加密和解密算法进行扩展,提出了一种可外包解密的基于身份在线离线加密方案,并证明其安全性,构造出适合于移动云计算环境中轻量级设备保护隐私数据的方案。为了减少移动终端运行IBE的加密和解密开销,利用在线离线技术将IBE的加密分解为离线和在线两个阶段,使得移动设备仅需执行少量简单计算即可生成密文;在此基础上,利用外包解密技术,修改IBE的密钥生成算法和解密算法,增加一个密文转化算法,将解密的大部分复杂计算外包给云服务器,移动设备仅计算一个幂乘运算即可获得明文。与现有IBE方案的性能相比,该方案具有较少的加解密开销,适合于轻量级移动设备。     

A secure and privacy-preserving lightweight authentication protocol for wireless communications

In wireless networks, seamless roaming allows a mobile user (MU) to utilize its services through a foreign server (FS) when outside his home server (HS). However, security and efficiency of the authentication protocol as well as privacy of MUs are of great concern to achieve an efficient authentication protocol. Conventionally, authentication involves the participation of three entities (MU, HS, and FS); however, involving an HS in the authentication process incurs heavy computational burden on it due to huge amount of roaming requests. Moreover, wireless networks are often susceptible to various forms of passive and active attacks. Similarly, mobile devices have low processing, communication, and power capabilities.

In this paper, we propose an efficient, secure, and privacy-preserving lightweight authentication protocol for roaming MUs in wireless networks without engaging an HS. The proposed authentication protocol uses unlinkable pseudo-IDs and lightweight time-bound group signature to provide strong user anonymity, and a cost-effective cryptographic scheme to achieve security of the authentication protocol. Similarly, we implement a better billing system for MUs and a computationally efficient revocation scheme. Our analysis shows that the protocol has better performance than other related authentication protocols in wireless communications in terms of security, privacy, and efficiency.     

基于 eduroam 的跨域无线接入解决方案

eduroam (education roaming,教育漫游) 满足了授权用户在成员高校和科研机构之间自由、安全的使用无线网络,提高了网络接入效率。eduroam 在无线网络的接入认证时,应用 IEEE 802.1x 协议,采用 RADIUS 协议进行认证。本文分析了 eduroam 架构和认证过程,在高能所网络环境中部署实践了 eduroam 认证环境,验证了账号认证和签发证书认证的可行性,并提出在认证过程中对 LDAP 明文密码的 NT hash 加密存储方法。分析证明,该方法简化了 eduroam 部署,提高了认证效率和安全性。