基于椭圆曲线密码体制的可认证的密钥协商设计与分析

椭圆曲线密码体制以其密钥短、安全强度高、速度快等优越性被广泛用于进行构建数字签名和用户身份认证方案.同样,它也可以用来构建密钥交换协议.Diffie-Hellman密钥协商协议对来自中间人的攻击是脆弱的.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协商协议.该协议提供身份认证、密钥确认、完美前向安全性, 并能够防止中间人攻击.     

移动通信系统中的认证与密钥协商协议

提出了一种新的身份认证与密钥协商协议,该协议可以实现通信双方的相互认证,并通过协商产生安全的会话密钥。协议将对称密码体制和非对称密码体制有机地结合起来,非对称密码体制采用密钥比特少且安全性高的椭圆曲线密码体制。经过性能分析,该协议安全、有效,比较适合在移动通信系统中使用。     

可证安全的椭圆曲线同源密钥协商协议

针对基于大整数分解、离散对数、椭圆曲线离散对数等难题的公钥密码机制不能抵抗量子计算机攻击的现状,把计算性Diffier-Hellman问题推广到同源星上,提出基于椭圆曲线同源星的计算性Diffie-Hellman问题,构造2个基于此数学难题的密钥协商机制,并在随机模型下证明了该协议的安全性.     

一种基于椭圆曲线密码体制的3G认证协议

本文提出一种基于椭圆曲线密码体制的3G认证协议。该方案不需要使用数字证书作为系统公钥,VLR在不需要HLR的支持下实现VLR和ME的双向认证,并防止了对ME的非法追踪和伪基站攻击。同时,本方案减少了ME的数据传输量和在线计算量。     

基于椭圆曲线的可认证三方密钥协商

随着网络应用的发展,密钥建立技术成为安全数据通信的基础。密钥建立包括密钥传送和密钥协商。文中基于椭圆曲线公钥密码体制和Diffie-Hellman问题构造了两个可认证三方会话密钥协商协议,具有较强的安全性和较高的效率,可满足三方通信或需要特殊服务的两方通信的需要。     

基于椭圆曲线的可认证三方密钥协商

随着网络应用的发展,密钥建立技术成为安全数据通信的基础.密钥建立包括密钥传送和密钥协商.文中基于椭圆曲线公钥密码体制和Diffie-Hellman问题构造了两个可认证三方会话密钥协商协议,具有较强的安全性和较高的效率,可满足三方通信或需要特殊服务的两方通信的需要.     

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.     

基于椭圆曲线的可验证密钥协商方案

分析当前密钥协商方案,讨论其安全性和攻击行为,并对GDH的安全性能和运算复杂度进行分析,根据安全性需要,给出了一种基于椭圆曲线的群密钥协商方案,该方案不仅提高实现效率并且可抵御主动攻击.     

新的基于椭圆曲线的三方口令认证密钥协商协议

口令认证密钥协商使得参与通信的用户用一个低熵的口令就可以实现实体认证,并能通过不安全的信道安全地生成共享的高熵会话密钥。为此,设计了一种新的基于椭圆曲线的三方口令认证密钥协商协议,新协议将参与者的口令巧妙地隐藏在传输的消息中,确保了口令的安全性。新协议的安全性基于椭圆曲线离散对数问题,服务器并不需要完全可信。安全性分析和性能分析显示,新协议以较低的代价实现了通信双方的安全通信。     

基于公钥的3G认证和密钥分配协议

分析了3G认证与密钥协商协议(AKA)的过程和特点,指出了存在的缺陷,提出了一种新的AKA 改进方案。该方案实现了移动设备(ME)和拜访位置寄存器(VLR)的相互认证,产生的会话密钥对双方都是公正的;该方法避免了双方必须通过资源有限的无线信道传送自己的公钥证书,几乎不需要可信赖第三方参与;同时解决了网络端信息传输的安全性。并对新方案的安全性进行了形式化分析,证明了该协议具有较强的实用性。     

基于ECC的支持标签所有权转移的RFID认证协议

针对射频识别（RFID）标签认证及其所有权转移过程的隐私泄露等安全问题,以及认证协议通常与标签所有权转移协议单独设计的现状,基于支持椭圆曲线加密（ECC）的标签,提出了一个适用于开放环境的兼具标签认证和所有权转移的协议。该协议结构类似于Diffie-Hellman密钥交换算法结构,协议的标签隐私保护基于椭圆曲线上的计算性Diffie-Hellman问题的难解性。经证明,该协议满足标签隐私保护要求及认证协议的其他安全需求。与近年来其他基于标签支持ECC的RFID认证协议相比,从支持标签所有权转移、标签计算开销、协议通信开销和标签隐私保护等多方面综合评估,所提出的认证协议优于对比协议。另外,针对较安全的应用场合,给出了阅读器单向认证标签的简化版协议。     

鲁棒且高效的远程认证及密钥协商协议

由于口令容易记忆,基于口令的认证协议已被广泛采用于各种网络服务中。然而由于口令的低熵性导致了基于口令的认证协议易遭受到各种攻击。2011年,Islam等(ISLAM SK H, BISWAS G P. Improved remote login scheme based on ECC. IEEE-International Conference on Recent Trends in Information Technology. Washington, DC: IEEE Computer Society, 2011： 1221-1226)提出一种改进的基于椭圆曲线的远程登录协议,该协议存在着被盗校验子攻击和客户身份冒充攻击,同时并未能提供双向认证。为了解决此类问题提出了一种基于椭圆曲线的远程认证和密钥协商协议(RAKA),RAKA基于椭圆曲线离散对数难题,在执行过程中只需做6次点乘运算和7次哈希运算,比Islam等协议少用1次点乘运算,协议效率提高约15%,是一种比Islam等协议更安全、高效的协议。     

SE-AKA: A secure and efficient group authentication and key agreement protocol for LTE networks

To support Evolved Packet System (EPS) in the Long Term Evolution (LTE) networks, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) has proposed an authentication and key agreement (AKA) protocol, named EPS-AKA, which has become an emerging standard for fourth-generation (4G) wireless communications. However, due to the requirement of backward compatibility, EPS-AKA inevitably inherits some defects of its predecessor UMTS-AKA protocol that cannot resist several frequent attacks, i.e., redirection attack, man-in-the-middle attack, and DoS attack. Meanwhile, there are additional security issues associated with the EPS-AKA protocol, i.e., the lack of privacy-preservation and key forward/backward secrecy (KFS/KBS). In addition, there are new challenges with the emergence of group-based communication scenarios in authentication. In this paper, we propose a secure and efficient AKA protocol, called SE-AKA, which can fit in with all of the group authentication scenarios in the LTE networks. Specifically, SE-AKA uses Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) to realize KFS/KBS, and it also adopts an asymmetric key cryptosystem to protect users’ privacy. For group authentication, it simplifies the whole authentication procedure by computing a group temporary key (GTK). Compared with other authentication protocols, SE-AKA cannot only provide strong security including privacy-preservation and KFS/KBS, but also provide a group authentication mechanism which can effectively authenticate group devices. Extensive security analysis and formal verification by using proverif have shown that the proposed SE-AKA is secure against various malicious attacks. In addition, elaborate performance evaluations in terms of communication, computational and storage overhead also demonstrates that SE-AKA is more efficient than those existing protocols.     

基于ECC的密钥协商及双向认证方案

针对当前移动通信系统中认证和密钥协商协议存在的安全缺陷,提出一种基于椭圆曲线密码体制的双向认证和密钥协商方案,用于移动网络中任意用户之间,或用户与网络之间进行双向认证和会话密钥的安全协商.该方案采用ECC技术,能够在更小的密钥量下提供更大的安全性,减少对带宽的需求,降低移动终端的计算负担和存储要求.     

基于ECC的远程用户智能卡认证方案

针对对Hwang—Li智能卡认证方案的有效攻击,提出一类基于椭圆曲线密码的远程用户智能卡认证方案。利用椭圆曲线上的离散对数问题设计单向陷门函数,使口令和身份不再是简单的基数与幂的关系。避免Shen—Lin—Hwang攻击和Chan—Cheng攻击,充分发挥椭圆曲线密码系统密钥量小、效率高的优势。在同等安全强度下,以较少的存储空间和较小的通信带宽与系统开销实现较高的安全性,可广泛应用于分布式系统。     

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。     

高效的基于身份的认证密钥协商协议

王圣宝等(王圣宝,曹珍富,董晓蕾.标准模型下可证安全的身份基认证密钥协商协议.计算机学报,2007,30(10):1842-1854)提出的标准模型下可证明安全的基于身份的认证密钥协商协议不具有私钥产生中心(PKG)前向安全性。针对该安全缺陷,提出了一种新的基于身份的认证密钥协商协议,协议中给出了一种利用用户私钥和临时秘密信息联合计算共享秘密的方法,并在标准模型下证明了协议的安全性。与已有协议相比,新协议具有较高的执行效率。同时提出了一种PKG与用户共同协商私钥的方法,即用户的私钥由用户产生的部分秘密信息以及PKG的系统主密钥共同生成,从而有效解决了基于身份的认证密钥协商协议的PKG前向安全性问题。     

基于混合密码的增强型3G终端入网认证方案

针对3G入网认证中存在的安全漏洞,利用PKI的密钥验证协议管理方便的特点,提出适用于B3G环境下的安全分层管理体系结构。同时结合此体系,采用椭圆曲线算法将对称和非对称加密有机结合,提高了协议的安全性,防止了用户身份的泄漏。通过与Zheng Yu、Georgios Kambourakis等人提出的方案进行比较,证明了相较于前者该方案虽增加了1次哈希计算,却减少了3次对称加密,而相较于后者不仅没有给终端带来计算负担,还减少了6次以上空中接口通信。     

基于椭圆曲线密码体制的CDMA网络鉴权设计

由于我国并未掌握蜂窝鉴权与话音加密算法（CAVE）的实现,使得CDMA网络并未实现真正的安全。提出了一种基于椭圆曲线的CDMA网络鉴权方案,通过公钥签名机制完成对用户身份的识别和管理。与CAVE算法相比,该方案除具备自主知识产权外,还减轻了鉴权中心的负担。最后通过实验证明这种鉴权方案是完全可行的。     

大规模延迟容忍网络中基于分级身份的认证密钥协商协议

大规模延迟容忍网络具有覆盖范围广、链路间歇性连通及通信时延长等特点, 这使得现有认证密钥协商协议存在系统管理瓶颈及通信时延长等问题。设计了一种适用于大规模延迟容忍网络环境下的认证密钥协商协议, 依赖基于分级身份的密码机制, 通过密钥分级派生, 减少系统管理瓶颈, 同时消除对证书的依赖, 减少协商时延。与现有通用环境下基于分级身份的同类协议相比, 该协议的通信开销及双线性对计算开销较小, 且均为常量, 不受节点层次数影响, 可扩展性更强, 并且具有密钥派生控制功能。最后, 在标准模型下证明了协议的安全性。