一种新型基于格上LWE问题密钥交换协议的设计

基于格上困难问题设计高效、安全的后量子密钥交换协议具有非常重要的理论意义和实用价值。提出了一种新型高效实用的基于格上错误学习问题被动安全密钥交换协议。该协议采用加密机制的构造方式并使用了密文压缩技术,与2016年Bos等人基于错误学习问题并使用Peikert错误调和机制设计的密钥交换协议Frodo相比,通信量只增加了1.09%,但方案复杂度有效降低,计算更加简洁高效,且协议在被动攻击下可证明安全,可有效抵御量子攻击。该协议与现有的基于错误学习问题设计的密钥交换协议相比,具有很强的竞争力。     

基于椭圆曲线密码体制的可认证的密钥交换协议

椭圆曲线密码体制逐渐应用于各种安全协议中.分析了DH密钥交换协议不能抵抗中间人攻击得弱点,基于椭圆曲线离散对数难解性,利用椭圆曲线密码体制的数字签名方案,提出了基于身份认证的密钥交换协议.安全性分析表明,该协议提供身份认证、密钥认证性、密钥的可知安全性、前向保密性,并有效能够防止中间人攻击和重放攻击.把椭圆曲线密码应用于密钥交换协议的认证过程,能有效提高密钥交换协议的安全性和实用性.     

两种安全的密钥协商协议

研究一种集成DSA数字签名的Diffie Hellman密钥协商协议,对Phan改进协议进行安全性分析和优化。然后,基于RSA-OAEP密钥算法设计了一种新的密钥协商协议。该协议形式简单,计算速度快,并满足密钥协商协议所需的安全属性。     

抗泄漏的基于无证书的AKE方案

构造了一个可以抵抗泄漏的无证书密钥封装系统.用这个系统构造一个可以抵抗泄漏的基于口令认证的密钥交换协议,方案是基于标准模型的,封装的对称密钥的相对泄漏率可以接近1.     

利用Weil配对的基于身份的三方密钥交换协议

密钥协商协议是在公开的信道上,两个或多个参与方之间共享密钥的机制。设计了一个利用Weil配对的基于身份的三方密钥交换协议,协议能完全满足密钥交换协议要求的安全特性,且具有更高的效率。     

理想格上的多阶段认证密钥交换协议

现有的格基认证密钥交换协议普遍基于Bellare-Rogaway等单阶段模型,忽略了实际通信场景中会话密钥建立的阶段分离。针对这一问题,基于MSKE模型提出了一种格基多阶段认证密钥交换协议。该方案使用预共享的口令进行认证,并使用Peikert误差消除机制结合服务器静态密钥实现多阶段密钥协商。分析表明,该方案整体只引入少量计算开销,实现了双向认证、二阶会话密钥完美前向保密、抗量子攻击等特性,在MSKE模型下满足KD-2FS-M安全等级,是一种简单高效的后量子多阶段密钥交换协议。     

基于移动端协助的硬口令认证密钥交换协议

针对现有口令认证密钥交换协议易受各种网络攻击,影响用户私密信息安全的问题,提出一种基于移动端协助的硬口令认证密钥交换协议,在移动端的辅助下,允许用户使用单一口令建立与服务器之间的安全会话。协议中,用户无须记忆任何复杂的私钥信息,即使移动设备丢失、被盗或遭受恶意软件侵袭,也不会损害用户信息。安全性和性能分析表明,协议明显降低了服务器的计算消耗,大大提高了用户私密信息的安全性,可以抵御字典攻击、中间人攻击等的影响,减轻用户记忆负担,缓解存储压力,易于部署。     

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。     

Provably secure lightweight certificateless lattice-based authenticated key exchange scheme for IIoT

Through the Industrial Internet of Things (IIoT), the manufacturing enterprises have significantly enhanced the production efficiency. The transmission of data in IIoT over public channels has brought about information leakage issues. Therefore, it is crucial to agree on a session key among the participants. In recent years, numerous authenticated key exchange (AKE) schemes have been designed. However, those AKE schemes which adopt the certificateless approach to tackle certificate management and key escrow may remain vulnerable to quantum attacks, and other AKE schemes which are based on lattice hard problem so as to achieve the post quantum security may incur key management issues. To simultaneously address the aforementioned challenges, we propose a lightweight certificateless lattice-based authenticated key exchange (C2LAKE) scheme. Upon the hardness assumptions of the inhomogeneous small integer solution (ISIS) and computational bilateral inhomogeneous small integer solution (CBi-ISIS) problems, the C2LAKE scheme has been demonstrated to be secure in the eCK model and the random oracle model (ROM). Better trade-off among security and functionality features, and communication and computation costs make the C2LAKE scheme suitable and applicable in the IIoT environment.     

An efficient three-party authenticated key exchange protocol using elliptic curve cryptography for mobile-commerce environments

For secure communications in public network environments, various three-party authenticated key exchange (3PAKE) protocols are proposed to provide the transaction confidentiality and efficiency. In 2008, Chen et al. proposed a round-efficient 3PAKE protocol to provide the computation and communication efficiency for user authentication and session key exchange. However, we discover that the computation costs and communication loads of their protocol are still high so that it cannot be applied to mobile communications. Therefore, we propose an efficient three-party authenticated key exchange protocol based upon elliptic curve cryptography for mobile-commerce environments. Because the elliptic curve cryptography is used, the proposed 3PAKE protocol has low computation costs and light communication loads. Compared with Chen et al.’s protocol, the proposed protocol is more suitable and practical for mobile-commerce environments.     

使用ECMQV密钥交换方案增强WTLS协议安全性

ECMQV协议是一种基于ECDH的认证和密钥交换方案,它具有高安全性和低计算开销 等优点。通过将ECMQV协议集成到WTLS协议框架中实现了一种WTLS扩展协议,它在略微增加 无线终端计算开销情况下明显提高现有WTLS协议安全性。在协议中采用了Cookie技术来防止可 能的拒绝服务攻击。该WTLS扩展协议可在轻量级无线终端上实现,以满足无线终端在企业远程访 问环境下的高安全性要求。     

适用于双方频繁通信的密钥交换协议

首先对以前提出的一个高效的基于验证元的三方密钥交换协议进行了安全性分析,指出了它容易受到服务器密钥泄露攻击等安全威胁,且缺乏前向安全性;并以此为基础,针对大多数现存的基于验证元的3PAKE协议均难以抵御服务器密钥泄露攻击的现状,提出了一个新的3PAKE协议。通过安全性分析,证明了新协议比原协议更安全,能够抵御各种已知的攻击,且与现有的大多数同类协议相比具有更高的效率。     

基于环上误差学习问题的新型后量子认证密钥交换协议

针对量子计算机技术的迅速发展使得传统公钥密码体制的安全性面临严重威胁的现实性问题,提出一种新型的基于环上误差学习（RLWE）问题的后量子认证密钥交换协议。协议通过使用Peikert式误差协调机制,双方通过计算可直接得到均匀分布的共享比特值,从而使得通信双方得到相同的会话密钥。使用理想格上的解码基对协议正确性进行了分析,并设置合理参数从而保证协议双方以显著概率得到相同密钥值。该协议在BR （Bellare-Rogaway）模型下可证明安全并达到弱的完美前向安全性。协议安全性归约为格上RLWE困难问题,可抵御量子攻击。与现有基于RLWE问题设计的认证密钥交换协议相比,该协议中参数值模数的大小由亚指数级降低至多项式级,相应计算量和通信量显著减小,是一种更加简洁高效的后量子认证密钥交换协议。     

对两个口令认证密钥交换协议的安全性分析

口令认证密钥交换协议使得仅共享低熵口令的用户可以通过不安全的信道安全地协商出高熵的会话密钥,由于实用性较强受到了密码学研究者的广泛关注。对最近在“标准模型下高效的基于口令认证密钥协商协议”一文中提出的协议以及在“基于验证元的三方口令认证密钥交换协议”一文中提出的协议进行了分析,指出这两个口令认证密钥交换协议都是不安全的,难于抵抗离线字典攻击,进一步分析了原协议设计或安全性证明中被疏忽之处。     

新一代IPSec密钥交换规范IKEv2的研究

对IPSec工作组于2005年12月推出的最新版的IKE(intemet key exchange)协议标准--IKEv2协议(RFC4306)的协商过程、网络通信、密钥衍生和协议的安全性等关键内容进行了深入的研究,并对IKE协议所存在的缺陷及IKEv2在密钥交换的安全性和高效性上所做出的改进进行了深入的分析研究,为IKEv2的实现奠定了可靠的理论基础.     

基于RLWE的生物特征认证密钥交换协议

在后量子密码学中,针对密钥交换协议存在口令容易丢失以及难以实现相互认证的安全缺陷,提出了一个新的基于环上误差学习的生物特征认证密钥交换协议。该协议根据环上误差学习问题构造的密码体制具有密钥及密文尺寸短、运行效率高等优势,并采用生物特征和口令作为长期密钥,同时通过Peikert式错误协调机制从各自的环元素中协调出随机均匀的会话密钥,实现了服务器对客户的显式认证。性能分析结果表明,该方案可抵抗用户假冒攻击,安全属性更高,提高了通信效率。     

A complete characterization of a family of key exchange protocols

Using a random deal of cards to players and a computationally unlimited eavesdropper, all players wish to share a one-bit secret key which is information-theoretically secure from the eavesdropper. This can be done by a protocol to make several pairs of players share one-bit secret keys so that all these pairs form a tree over players. In this paper we obtain a necessary and sufficient condition on the number of cards for the existence of such a protocol. Published online: 29 January 2002     

翻转课堂在Diffie-Hellman密钥交换协议教学中的应用

Diffie-Hellman密钥交换协议是密码学中一个非常重要的内容。对于学生来说,协议的主要内容较容易理解,但其安全性的证明却较难。针对此特点,将翻转课堂的教学模式应用于此协议的教学中:一方面,学生通过观看视频和完成作业,可以有效地学习此协议的主要内容;另一方面,学生通过课前思考和教师的课堂讲解,能较好地理解此协议安全性的证明。     

基于安全远程口令和公钥体制的Kerberos改进算法

首先使用改进SRP实现加密的私钥下载,最后通过解密的私钥进行数据签名及认证。在此基础上,还给出了改进算法的安全性和时间性能分析。