改进新密钥交换协议及其形式化分析

Diffie-Hellman协议不具有认证功能且不能抵抗中间人攻击。Seo等人提了一种简单的算法（SAKA）协议可以抵抗中间人攻击且运算简单,但是SAKA协议也存在不足。另有人提出了Lin协议、E-SAKA协议等。分析上述协议可看出存在不足。于是提出改进的新密钥交换协议。它具有SAKA及其改进协议优点的同时可以避免SAKA及其改进协议的缺陷。并给出该协议的BAN逻辑形式分析。     

基于验证元的三方口令认证密钥交换协议

基于验证元的口令认证密钥交换协议的最基本安全目标是抵抗字典攻击和服务器泄露攻击.利用双线性对的性质给出了一个基于验证元的三方口令认证密钥交换协议,有如下特点:能够抵抗字典攻击和服务器泄露攻击;保持密钥秘密性,提供前向安全性;确保无密钥控制;抵抗已知密钥攻击和中间人攻击;协议执行一次可以生成4个会话密钥等.     

一种无证书的跨域量子密钥协商协议

针对传统跨域密钥协商协议安全性不足问题,提出一种新的跨域量子密钥协商协议。在无证书密钥协商体系下,采用量子密钥协商与经典密码算法结合的方案,提高了协议适应现有通信网络架构的能力。密钥协商过程使用三粒子量子隐形传态,利用量子态不可克隆定理保障协商过程中密钥的安全性。与其他方案相比,本协议具有较高的量子比特效率,并且可以抵抗中间人攻击、重放攻击等多种内部和外部攻击手段。     

基于MPEG-2传输流的密钥管理协议

文中在参考多媒体密钥管理协议MIKEY的基础上,针对MPEG-2 TS的加密传输方案,设计出基于MPEG-2 TS的密钥管理协议,包括身份认证、密钥建立、密钥同步和密钥更新等.协议分别针对能否改变PES包结构的不同情况,提出了两种不同的密钥同步方案,并在身份认证过程中采用challenge/response机制防重放攻击,同时还可以安全地抵御中间人攻击,拒绝服务攻击等.     

一种新的无证书可认证多方密钥协商协议

Joux提出的三方密钥协商方案虽然简洁、高效,但不能抵抗中间人攻击。基于无证书公钥密码体制,提出一种新的无证书可认证多方密钥协商方案,新方案将Joux的三方协议拓展至多方,并且具有认证功能。由于新方案中所用的签名为短签名,所以整个认证过程计算效率较高,另外,新方案还具有简单证书管理、无密钥托管的优点,新方案满足无密钥控制、抗中间人的主动攻击、前向安全性和抗密钥泄露伪装攻击等多种安全特性。     

一种基于ARP欺骗的中间人攻击方法及防范

中间人攻击是网络攻击的重要手段之一。笔者结合ARP欺骗的技术特点设计并实现了一种中间人攻击的方法,通过对该方法的分析与实现,加深了对中间人攻击的原理及手段的了解,并提出了相应的防范措施。     

可证明安全的随机密钥协商协议

主要研究随机密钥协商问题,针对Diffie-Hellman协议、SAKA协议和改进Lin协议、E-SAKA协议等存在的不具有认证功能和不能抵抗中间人攻击等缺陷,应用动态双向认证因子认证方法和非时间同步技术提出一种随机密钥协商协议,该协议适用于OTP动态口令系统设计,同时解决密钥协商过程中的动态认证和时间同步问题。最后,在标准模型下证明了方案的安全性。     

Modbus TCP的安全机制研究与实现

针对Modbus TCP协议设计存在的安全问题,基于密码学原理提出一种安全的Modbus协议(Modbus-E协议):采用对称密钥和数字签名技术实现数据的保密性和可认证性,利用同步性原理和哈希函数的单向性原理保证数据的唯一性,通过"白名单"方法保证指令的可控性,最终在不增加通信过程的情况下实现安全通信。通过实验验证和分析,Modbus-E协议能够防止攻击者针对指令的认证类攻击、中间人攻击及重放攻击,与已有方法相比,该方法安全性更高,可以全面提高Modbus TCP通信的安全性。     

混合云联合身份认证与密钥协商协议设计

针对混合云中用户群不同,认证机制不一致的特点,基于双线性对和密钥协商机制,提出了一种混合云联合身份认证和密钥协商协议,实现了混合云用户身份认证和授权策略等安全信息的分布式管理与动态获取。通过理论分析和实验证明,该协议具有安全高效的特点,可以有效预防篡改数据、伪造用户身份、重放和中间人攻击等,且以较小的计算量和通信开销,为混合云联合身份认证和密钥协商提供了一种较实用的解决方案。     

一种自证明身份密钥协商协议的研究

针对Diffie-Hellman密钥协商协议易受中间人（man in the middle）攻击的问题，提出了一种自证明身份的密钥协商协议，阐述了密钥交换原理，分析了其安全性和实现的关键技术。该协议将RSA与离散对数相结合，使通信双方在不需对方公开密钥证书，不需数字签名，也不需密钥分配中心（KDC）的条件下进行双向身份认证，并同时产生共享的会话密钥，具有一定实用价值。     

Round reduction-based fault attack on SM4 algorithm

A novel method of fault attack based on round reduction against SM4 algorithm was proposed.Faults were in-jected into the last four rounds of the SM4 encryption algorithm,so that the number of the algorithm's rounds can be re-duced.In known-ciphertext scenario,four traces are enough to recover the total 128 bit master key by screening these faults easily.The proposed attack is made to an unprotected SM4 smart card.Experiment shows that this attack method is efficient,and which not only simplifies the existing differential fault attack,but also improves the feasibility of the attack.     

针对SMS4轮输出的选择明文能量分析攻击

提出了针对SMS4轮输出的选择明文能量分析攻击,攻击时以一定约束条件选择明文,先攻击出轮迭代函数的输出,再由轮迭代函数的输出反推出对应的轮子密钥,从而实现了以轮输出作为中间数据对SMS4的能量分析攻击,并利用该方法对无防护SMS4算法的能量曲线进行了能量分析攻击,实验表明该攻击方法是行之有效的。     

轻量级分组密码PUFFIN的差分故障攻击

基于代换–置换网络结构的轻量级分组密码算法PUFFIN在资源受限的硬件环境中使用较广泛,差分故障攻击是针对硬件密码算法较为有效的攻击手段。该文针对PUFFIN算法,改进多比特故障模型,通过构建输出差分和可能输入值之间的关系,注入5次故障即可确定单个S盒唯一输入值;在最后一轮加密过程中注入10次故障,成功恢复轮密钥的概率为78.64%,进而可恢复初始密钥。     

密码算法旁路立方攻击改进与应用

立方攻击的预处理阶段复杂度随输出比特代数次数的增长呈指数级增长,寻找有效立方集合的难度也随之增加。该文对立方攻击中预处理阶段的算法做了改进,在立方集合搜索时,由随机搜索变为带目标的搜索,设计了一个新的目标搜索优化算法,优化了预处理阶段的计算复杂度,进而使离线阶段时间复杂度显著降低。将改进的立方攻击结合旁路方法应用在MIBS分组密码算法上,从旁路攻击的角度分析MIBS的算法特点,在第3轮选择了泄露位置,建立关于初始密钥和输出比特的超定的线性方程组,可以直接恢复33 bit密钥,利用二次检测恢复6 bit密钥。所需选择明文量221.64,时间复杂度225。该结果较现有结果有较大改进,恢复的密钥数增多,在线阶段的时间复杂度降低。     

Template attack of Crypto chip based on clustering

The known-key establishment template and others full control of experimental equipment preconditions are required to implement the traditional template attack.The preconditions restrict the application scenario of template attack.The template attack is only applied to the device that the key input can be controlled.In order to resolve the restrictive preconditions,a novel method of template attack based on clustering was proposed.The clustering EM algorithm was modified according to the characteristics of information leakage model in the method.The modified clustering methods accurately fitted the leaked information probability model in the case of unknown key,the location of information leakage could be determined.Then the attack established the templates in the location,and implemented template matching.The proposed method eliminates the dependence of traditional template attacks on per-conditions and expand the application scenario of template attack.     

Mutual information power analysis attack of HMAC based on SM3

A novel method of mutual information power analysis attack was proposed.The method was built on the basis of the basic principle of power analysis and the basic theory of information.For the purpose of attacking the key,the mutual in-formation values was computed using two values between the mediate variable with the power traces.An experiment was im-plemented on the algorithm of HMAC based on SM3 using this method.The experimental results show the proposed attack method is effective because the initial value of state variable can be successfully retrieved to compute the real true key.     

针对SM4轮输出的改进型选择明文功耗分析攻击

The power analysis attack on SM4 using the chosen-plaintext method was proposed by Wang et al in 2013 CIS.The fixed data was introduced in the method when attacking the round key.However,the attack process was complex.There were many problems in the process,such as more power traces,more numbers of the chosen-plaintext and acquisition power traces.The correlation between the fixed data and the round key were presented,which could be used to decode the round key.Based on the correlation,the improved chosen-plaintext power analysis attack against SM4 at the round-output was proposed.The proposed method attacked the fixed data by analyzing the power traces of the special plaintext.And the round key was derived based on the correlation.The results show that the proposed attack algorithm is effective.The proposed method not only improves the efficiency of the attack by reducing number of power traces,number of the chosen-plaintext and number of acquisition power traces,but also can be applied to a chosen-plaintext power analysis attack against SM4 at the shift operation.     

针对AES-128算法的密钥优势模板攻击

模板攻击分为模板刻画和密钥恢复两个阶段.针对AES-128算法,模板攻击为每一字节密钥构建256个模板,当攻击者仅获得1000条左右的能量迹时将面临两个问题：一是模板刻画不具有适用性,二是无法恢复正确的密钥.针对这些问题,本文在模板刻画阶段为S盒输出值的汉明重量构建9个模板,利用Panda 2018数据集提供的600条能量迹进行建模;在密钥恢复阶段提出密钥优势叠加的方法,仅需约10条相同密钥加密所产生的能量迹即可有效区分正确密钥,降低了攻击的难度并提高了攻击的成功率.     

两种背包型的公钥密码算法的安全性分析

背包型公钥密码体制是几个最早的公钥密码体制之一,分析其安全性十分重要。该文对两种抵抗Shamir攻击和低密度攻击的背包型公钥密码体制进行了安全性分析,提出一种新的攻击方法,指出可以利用多项式时间算法以很大的概率找到私钥,从而破解了它们。     

一种双矩阵组合公钥算法

组合公钥算法中存在选择共谋攻击、随机共谋攻击和线性分析共谋攻击.本算法中用户的私钥是基本私钥与辅助私钥的逆元模乘的结果,基本私钥与辅助私钥分别由基本私钥矩阵和辅助私钥矩阵中的元素组合生成,用户的私钥间不存在线性关系.经过分析,本算法可以抵抗组合公钥算法中存在的选择共谋攻击和随机共谋攻击,并且辅助密钥矩阵的大小可以根据需...