一种用于卫星网络安全认证的协议设计与仿真

在对卫星网络的安全认证需求进行分析的基础上,结合卫星网络的特点,设计了一种适用于卫星网络的端到端认证协议。该协议是基于IKE协议的,可以实现星地和星间的身份认证和会话密钥的协商。另外,为了验证该协议的可行性,文章设计了一个包含多颗卫星的卫星网络仿真平台。在该平台上对协议性能的测试结果表明,该协议具有较好的效率,适用于卫星网络环境。     

一个强安全的无证书密钥协商协议的安全性分析与改进

Yang和Tan提出一个不需要双线性对的无证书密钥协商协议,并声称该协议满足前向安全性,即双方参与者的私钥和临时秘密信息不全部泄露,敌手就无法获得双方参与者协商的会话密钥。给出一种攻击方法:敌手只要得到一个参与者的私钥和另一个参与者的临时秘密信息,就可以获得双方已经协商的会话密钥。针对此缺陷,对协议做了改进,在改进协议中,双方参与者的私钥和临时秘密信息互相交织在一起,因而能抵抗上述攻击。     

基于组密钥序列卫星网络组密钥协商协议

组密钥的协商是实现卫星网络安全组播通信的一个关键环节。为降低组密钥协商过程的计算及通信开销,针对卫星网络拓扑结构的动态变化问题,基于组密钥序列给出了组控制节点切换方法,实现了对组控制节点的动态调整;引入认证与完整性校验机制,提出了一种组密钥产生与更新机制,提高了密钥协商信息的安全性。仿真分析表明,该卫星网络组密钥协商协议具有较高的效率与安全性。     

身份基认证密钥协商协议

为了使得用户间能在公共数据网络进行安全通信,利用椭圆曲线上双线性映射的特性提出了一个身份基认证密钥协商协议,利用双线性对生成会话密钥,为随后的通信提供机密性、完整性保证.该协议实现了通信双方的相互身份认证功能,使通信双方能确认对方的身份,同时还提供了密钥协商的功能.经过分析表明该协议满足较高的安全性,提供了已知密钥安全性、完善前向保密性、密钥泄露安全性、未知密钥共享安全性和密钥控制安全等安全属性,并且新协议在计算效率和安全性方面取得了较好的平衡,更加适合现实网络通信的需要.     

改进的可信网络连接机制

针对传统可信网络中存在会话密钥协商过程易受中间人攻击的不足,提出改进的可信网络连接机制。该机制基于椭圆曲线Diffie-Hellman（ ECDH）算法实现会话密钥的安全协商,用户与节点使用私钥和随机数完成会话密钥的计算。分析表明改进的密钥协商协议具有抗中间人攻击、高效性等特点,会话密钥具有前向安全性及较强的新鲜性和保密性。     

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。     

通用可组合安全的WLAN密钥交换协议*

安全性是WLAN应用的核心问题,IEEE 802.11i定义了WLAN安全基础框架,其中,四次握手协议4-WAY实现会话密钥交换与更新。分析表明4-WAY易遭受拒绝服务攻击,提出了一种改进会话密钥协商协议3-WAY, 分析表明该协议具有更好的消息认证和完整性保护,以及高效性。采用通用可组合安全模型对3-WAY进行分析,证明该协议能够实现密钥交换理想函数,具有通用可组合安全性。该协议具有广泛适用性。     

基于自验证公钥的跨域口令认证密钥协商协议

结合自验证公钥密码学和口令构造了一个用户可以直接通信的跨域口令认证密钥协商协议。域服务器通过口令认证实现对域内用户的认证, 并与对方域服务器一起协助用户完成认证和密钥协商。该过程中, 域服务器不能获取关于会话密钥的任何信息, 且各参与方之间能够实现相互认证。与同类协议相比, 该协议需要较小的计算和通信代价, 并能抵抗字典攻击和未知会话密钥共享攻击。     

WSN中基于ECC的轻量级认证密钥协商协议

为解决无线传感器网络密钥管理与认证协议设计中由于节点频繁移动所带来的计算量、存储量等资源消耗过大问题,提出了一种基于ECC的轻量级认证密钥协商协议。该协议主要用于网络中任意用户节点之间,以及用户节点与网络之间的双向认证和会话密钥的协商。方案采用ECC进行会话密钥协商,结合AES对称密钥加密技术保证信息传输过程的保密性。与传统的密钥协商协议相比,能够在更小的密钥量下提供更大的安全性,并减少了对节点计算量和存储量的需求。该协议在ID-BJM安全模型下证明了其安全性。分析结果表明,该协议满足前后向安全性和PKG前向安全性。     

Countering jamming attacks against an authentication and key agreement protocol for mobile satellite communications

The radio-based medium of satellite communication systems is vulnerable to interference on physical channels: unintentional interferences occur frequently and jamming attacks can be achieved using low-grade technology. While application layer security protocols cannot defend against denial of service (DoS) attacks where the attacker jams continuously, effective security protocols ensure that communication can continue after such interference has stopped.This paper analyses an authentication and key agreement protocol for satellite communications. The presented analysis reveals that the protocol is susceptible to a new DoS attack, where attackers jam a single message to achieve a permanent DoS condition. A new authentication and key agreement protocol is proposed that additionally addresses the scenario where messages send over the mobile satellite channel may not reach their intended recipient due to accidental or malicious interference. Analysis of the new protocol demonstrates that it is effective in countering the disruptive effects of jamming.     

Secure group key agreement protocol based on chaotic Hash

Recently, Xiao et al. proposed an improved key agreement protocol based on chaotic maps, in which only a predetermined long-term key is utilized to ensure its security. This paper demonstrates that none of these schemes can satisfy the contributory nature of key agreement. To fill the gaps, we present a secure key agreement protocol based on chaotic Hash. The proposed scheme utilizes the chaotic Hash function to achieve the contributory nature and enhance its security. Cryptanalysis demonstrates that our chaotic Hash-based scheme can overcome all the current deficiencies.     

改进的LEO卫星网络密钥管理协议

卫星网络密钥管理协议是实现网络节点间安全通信的前提。在分析卫星网络密钥管理协议特性的基础上,提出了分布式与集中式相结合的LEO卫星网络密钥建立方案,改进了密钥管理协议的分簇方式和密钥更新方法,并进行了分析和验证。该方法进一步增强了安全性,同时提高了密钥更新速度。     

基于跨域认证与密钥协商的协议模型

为解决跨域认证与密钥协商中存在的重复计算问题,提出一种基于跨域认证与密钥协商的协议模型。利用公钥加密算法,将跨域认证与密钥协商2种常用协议有机结合,以较少的计算资源、存储资源和网络带宽,在单一的协议内同时实现跨域认证和密钥协商的过程。理论分析和性能比较结果表明,该协议能够提供保密性、鉴别机制、完整性和不可抵赖性等安全保证,且具有较高的处理效率。     

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。     

一种基于第三方认证的无线组密钥协商协议*

提出一种基于第三方认证的组密钥协商协议,用于在无线Mesh网络环境下的移动用户间的协同工作。经过安全性分析和性能分析得出,新协议不仅可以对组用户提供私密性保护,而且协议参与者的身份得到认证,此外,每个成员的计算成本和通信量显著降低,提高了协议的执行效率。因此,该协议是无线Mesh网络环境下的一种新型、可靠的组密钥协商协议。     

卫星网络基于信任的认证路由协议

安全路由协议是保障卫星网络安全运行的一个重要因素。针对现有卫星网络路由大多缺少安全机制的问题,运用基于椭圆曲线的签名方案保证路由报文的合法性,通过改进的信任评估机制排除内部恶意节点参加选路,设计了适用于高空通信平台(HAP)/低轨道(LEO)结构的层次式安全路由协议。分析表明该协议能够抵御多种常见的路由攻击。     

Ad Hoc网络中一种组密钥协商协议

移动Ad Hoc网络是一种新型的移动多跳无线网络。在网络中构建组密钥协商协议时应尽量减少节点的资源开销。该文提出一种新的多层组密钥协商协议,MTKA-ECC协议。该协议在多层组模型结构上,采用椭圆曲线密码体制实施密钥协商和分配,使得节点在密钥协商过程中具有低计算开销与低通信开销的优势。与GDH, TGDH组密钥协商协议相比,该协议有效地降低了节点在密钥协商过程中的计算和通信开销,适用于移动Ad Hoc网络。