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。     

改进的三方口令验证元认证密钥交换协议

在三方口令认证密钥交换(三方PAKE)协议中,每个用户仅仅需要和服务器共享一个口令,就可以在服务器的协助下与他人进行安全的密钥交换.由于有效地减少了用户管理口令的负担,三方PAKE协议在大规模用户集的安全通信中受到了较多关注.然而,已有的三方PAKE协议大多关注的是服务器利用明文存储用户口令的情形,没有考虑服务器口令文件泄露所造成的巨大威胁.在服务器端存放的是相应于用户口令的验证元的情形下,研究三方PAKE协议的分析和设计.首先分析了一个最近提出的基于验证元的三方PAKE协议,指出该协议易于遭受离线字典攻击,因此未能达到所宣称的安全性;其次,在分析已有协议设计缺陷的基础上,提出了一个新的基于验证元的三方PAKE协议,并在标准模型下证明了所设计的协议的安全性,与已有协议的比较表明,新提出的协议在提供了更高安全性的同时具有可接受的计算和通信效率.     

强安全性的三方口令认证密钥交换协议

基于可证明安全的AugPAKE协议,提出一种具有强安全性的三方口令认证密钥交换(3PAKE)协议,协议中避免使用服务器的公钥进行认证,以保证执行效率.安全性分析结果表明,该协议可抵抗字典攻击、服务器泄露攻击等已知攻击,并具有对服务器的密钥保密性以及前向安全性.在随机预言模型下,基于DDH、SDH假设证明了该协议的安全性.     

改进的三方口令认证密钥交换协议

基于三方的口令认证密钥交换（3PAKE）协议是客户通过与可信服务器共享一个口令验证元,在两客户进行通信时通过此可信服务器进行会话密钥的建立与共享,从而进行通信。首先对李文敏等人提出的协议进行安全性分析,发现该协议易受离线字典攻击和服务器泄露攻击。提出了一个改进协议,该协议能够提供双向认证、会话密钥机密性和前向安全性,能够有效抵抗多种攻击,包括离线字典攻击和服务器泄露攻击。     

基于ECDSA的三方口令认证密钥交换协议

提出一种基于椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)的三方口令认证密钥交换协议。将ECDSA分为公钥生成、签名过程和验证过程 3个阶段,在此基础上,设计协议过程、双向认证机制,使任意2个用户通过服务器能进行身份认证和密钥交换。分析结果表明,该协议能降低计算难度和存储开销,抵抗字典攻击和服务器泄露攻击。     

一种可证安全的两方口令认证密钥交换协议

口令认证的两方密钥交换协议无法抵御口令字典攻击和服务器泄漏伪装攻击。为此,提出一种改进的PAKA-X协议,用户保存自己的口令明文,服务器存储用户口令明文的验证值,由此弥补原协议的安全漏洞。理论分析结果表明,改进协议具有完美前向安全性,能抵抗Denning-Sacco攻击、服务器泄漏攻击、在线和离线字典攻击以及中间人攻击,并且仅需9次指数运算、6次哈希运算和6次异或运算,运行效率较高。     

基于口令的认证密钥交换协议

提出一种基于(t, n)门限秘密共享技术的分布式口令认证密钥交换方案。用户口令的验证密钥通过秘密共享方案在服务器组内进行分配,验证任务需要t个服务器协调来完成,任意t-1个服务器合谋无法获得诚实服务器关于口令验证的任何信息。动态生成每个服务器的局部密钥,保证了方案的前向安全性。通过身份认证的各用户之间以对服务器组保密的方式交换会话密钥。该方案在DDH假设下被证明是安全的。     

基于口令的群密钥分发协议的分析与改进

本文分析了文献中提出的一个基于口令的群Diffie-Hellman密钥交换协议的安全性,发现其存在安全漏洞,无法抵抗用户发起的离线字典攻击。针对原协议存在的安全漏洞,我们对该协议进行了改进,改进后的协议保留了原方案的所有安全特性,并且可以有效的抵抗离线字典攻击,比原协议具有更高的安全性。     

基于动态口令验证因子认证的密钥交换协议

传统的密钥交换协议一般只考虑到通信过程的安全性,忽略了服务器端的安全性。一旦服务器被攻陷,则所有用户的口令信息部将被窃取,攻出者就可以冒充合法用户登录系统。目前有一些协议运用零知识证明的方法来解决该问题,但都需要较大的计算量。一种基于动态口令验证因子认证的密钥交换协议（DV-AKE）被提出,其服务器的口令验证因子是动态变化的,使用了轻量的散列函数来实现零知识证明,尤其适合于轻量的客户端和有大量用户同时连接服务器的应用场景。     

有效的口令认证的三方密钥交换协议

对于口令认证的密钥交换协议的安全性要求,提出一种口令认证的三方密钥交换协议,利用服务器存储客户端口令的验证值、双线性对与基于身份加密算法等内容进行协议的设计,并对协议进行了安全性和效率的两个方面的分析。分析表明,所提出的协议具有口令认证的三方密钥交换协议的安全属性要求,也具有较好的效率。     

基于口令的三方认证密钥交换协议

传统的三方认证密钥交换协议不具备前向安全性,难以抵抗不可察觉在线字典攻击。为此,研究简单三方口令认证密钥交换协议,分析其存在的安全漏洞并加以改进,提出一种基于口令的三方认证密钥交换协议。分析结果表明,与其他协议相比,该协议的执行效率和安全性较高。     

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。     

基于D-H密钥交换协议的用户认证方案

分析指出Liaw等人的远程用户认证方案(Mathematical and Computer Modelling,2006,No.1/2)容易受到重放攻击和中间人攻击,并且密码修改阶段和注册阶段存在安全漏洞,在此基础上提出一个基于D-H密钥交换协议的远程用户认证方案.理论分析结果表明,该方案可以抵抗假冒攻击、重放攻击、中间人攻击,安全地实现相互认证及会话密钥生成.     

基于口令和智能卡的认证与密钥协商协议

因为身份验证的过程有概率会让使用者的秘密信息暴露,导致恶意敌手可能会追踪到用户的秘密信息,并对其进行不法利用产生危害和利益损失.比如在基于SmartCard的匿名PAKA协议方案中,SmartCard遗失后便没有办法防御敌手的离线字典攻击.因此,将双线性配对操作、D-H困难和椭圆曲线运算等操作与注册和认证过程相结合,分别基于口令和智能卡进行改进设计了新方案.并将智能卡与改进的基于口令AKA方案相结合,提出了基于智能卡和口令结合的AKA协议方案,给了出安全性证明.进一步提高了基于SmartCard和密码的PAKA协议的可靠安全性.     

基于预共享密钥认证的IKE协议分析与改进

对基于预共享密钥认证的主模式IKE协议进行研究,针对其安全漏洞以及不支持移动用户的缺陷,提出相应的改进建议。该方案能及时发现并阻止中间人攻击和拒绝服务攻击,同时保护双方的身份,没有固定IP地址的限制。性能分析表明,该方案是安全、高效的。     

IKEv2协议的分析与改进

IKEv2协议中的预共享密钥认证方式容易受到中间人攻击和离线字典攻击,从而泄漏发起方的身份信息和通信双方的预共享密钥。针对上述2种攻击,提出将数字签名认证方式与预共享密钥认证方式相结合的防御措施,引入公钥口令的思想,避免建立公钥基础设施带来的额外负担。分析结果表明,改进后的协议能够避免中间人攻击和离线字典攻击,防止通信双方身份的泄漏和预共享密钥的破解。     

对一个口令认证协议的可攻击性分析及改进

Rhee H S等人(Computer Standards &; Interfaces, 2009, No.1)提出的协议使用移动设备代替智能卡记忆数据降低风险和成本,但该协议仍存在一些不足。针对该问题,基于Chan-Cheng攻击案例,指出该协议难以抵抗假冒攻击和离线口令猜测攻击,为克服这些缺陷,给出一种改进方案,通过实验证明了该方案可以有效抵抗上述2种攻击,并能保证其口令的秘密性及身份认证的安全性。