强安全的和无双线性对的基于身份密钥协商

为了降低计算开销,提出了基于身份的认证密钥协商协议ID-AKA。新协议基于椭圆曲线离散对数难题,采用隐式认证方式,仅需一轮信息交互,并且去除了计算量大的双线性对运算。参考Chen等人的ID-AKA安全模型和LaMacchia等人的安全模型,通过增加会话临时秘密查询,提出了分析ID-AKA协议的强安全模型。同时,指出了舒剑等人的安全模型约束条件过强,不能有效分析协议的密钥泄露伪装安全性。在新模型下,新协议是可证明安全的。对比分析表明,新协议不仅实现了强安全性,而且计算开销更低,适用于在移动通信环境下建立安全的端到端连接。     

强安全的匿名隐式漫游认证与密钥协商方案

现有两方漫游认证与密钥协商方案没有考虑抵抗临时秘密泄露的安全性,仅在CK模型下可证明安全.基于椭圆曲线密码体制和基于身份密码系统,采用Schnorr签名算法设计了类似HMQV方案的“挑战-应答”签名,进而构造了一种基于隐式认证技术的、具有强安全性和匿名性的两方漫游认证密钥协商方案.随后,扩展了ID-BJM模型,使之能模拟两方漫游认证与密钥协商方案.在扩展的安全模型下,新方案的安全性被规约为多项式时间敌手求解椭圆曲线上的计算Diffie-Hellman问题,实现了eCK安全.对比分析表明：新方案具有更强的安全性,能抵抗临时秘密泄露攻击,需要实现的密码算法更少,计算、通信和存储开销都相对较低.新方案可应用于移动通信网络、物联网或泛在网络中,为资源约束型移动终端提供安全的漫游接入服务.     

WSN中基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议

针对无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)群组密钥协商协议计算开销较大的问题,提出一种基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议。在系统初始化阶段,协议通过无证书加密体制的密钥生成中心生成节点部分私钥,各个节点依据秘密值与对应的部分密钥相乘产生私钥;在节点认证阶段,协议基于椭圆曲线上的点乘运算提出节点认证机制,利用节点的部分私钥与具有身份信息的临时公钥进行点乘运算来确定节点的身份信息;在生成会话密钥阶段,通过点乘运算生成会话密钥,以降低节点的计算开销。最后,分析了协议的计算开销和通信开销。结果表明,所提出的群组密钥协商协议能保证群组节点通信的安全性,并有效降低群组节点通信的计算开销。     

身份基认证密钥协商协议的分析与改进

对三个标准模型下可证明安全的身份基认证密钥协商协议进行了安全属性缺陷分析,在原方案基础上提出了一个安全增强的新方案。新方案满足目前已知的绝大多数安全属性要求,包括已知会话密钥安全性、抗密钥泄露伪装、抗未知密钥共享、无密钥控制以及消息独立性,特别是满足完美前向安全性、PKG前向安全性、已知会话相关临时秘密信息安全性,同时保持了良好的计算效率。     

基于椭圆曲线的跨域端到端口令认证密钥协商协议

跨域端到端口令认证密钥协商协议(C2C-PAKA)的主要目的是使分布在不同域中持有不同口令的两个客户端可以在各自服务器的协助下实现相互认证并协商出共同的会话密钥。本文中,我们基于椭圆曲线上的离散对数问题,在直接通信架构下给出一个跨域的口令认证的密钥协商协议。该协议中,诚实的服务器是不能获取任何关于会话密钥的值。各参与方之间能够实现相互认证。与同类协议比较,该协议具有较小的通信负担和计算负担,更易于实现。此外,协议还能够抵抗字典攻击、口令泄露模仿攻击和未知会话密钥共享攻击等通用攻击类型,同时能够实现前向安全、无密钥控制和已知会话密钥安全等安全属性。     

基于身份的增强三方认证密钥协商协议

现有的三方认证密钥协商协议安全性低且计算开销较大,提出一种基于身份的增强三方认证密钥协商协议。新协议在实现密钥协商基本安全属性的同时,利用短签名和时间戳技术进一步提高安全性。分析表明,增强协议能满足现有已知的三方密钥协商安全属性,且仅需两次双线性对运算,计算开销更低。此外,提出更强的抗密钥泄露伪装属性,首次指出陈浩等人以及陈家琪等人方案存在重大缺陷。     

基于身份的认证密钥协商协议的改进

针对已有的基于身份的认证密钥协商协议存在的安全问题,提出一种改进的基于身份的认证密钥协商协议。该协议采用双线性对运算方法,用户双方的临时和长期私钥结合进行最终会话密钥的计算,解决了原协议中存在的PKG前向安全性问题、单一依赖临时或长期私钥而存在的问题和已知临时会话密钥泄漏攻击的问题。在保证改进协议正确基础上,对协议的安全属性及协议性能进行了分析。采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,验证了改进协议的认证性和安全性。结果表明,改进的协议满足基于身份认证密钥协商协议的所有安全性要求,与已有基于身份的认证密钥协商协议相比具有更好的安全属性及计算效率。     

无人机网络中基于多因子的认证密钥协商协议研究

随着无人机技术的发展,无人机网络日益普及,无人机网络安全也越来越受到人们的关注。解决无人机网络的安全问题,研究和设计安全、高效且轻量级的认证密钥协商协议至关重要。2021年,HUSSAIN等人提出一种基于椭圆曲线加密算法的无人机网络认证密钥协商协议,但该协议存在无人机伪装攻击、会话密钥泄露等安全问题。基于此,文章提出一种基于多因子的认证密钥协商协议,利用安全概略算法和椭圆曲线加密算法解决HUSSAIN等人协议的安全威胁,且可实现访问控制。安全分析、安全证明及仿真实验表明,该协议的计算开销和通信开销虽然略有增长,但安全性更高。     

无双线性对的无证书两方密钥协商方案*

近几年来,有许多无证书密钥协商方案相继被提出,它们都需要双线性对运算,而且它们中大部分不能抵抗密钥泄露伪装攻击和临时私钥泄露产生的攻击。2009年,Lippold等人提出一个可证安全无证书密钥协商协议,但该协议需要较大计算量。为了解决上述问题,给出了一个新的无双线性对运算无证书两方密钥协商方案,并分析了它的安全属性,只要每方至少有一个未泄露的秘密,那么新方案就是安全的。因此,即使密钥生成中心知道双方的临时私钥,新方案也是安全的。与Lippold等人的协议相比,新方案降低了计算复杂度。     

一种基于椭圆曲线的轻量级身份认证及密钥协商方案

无证书公钥密码体制不存在用户密钥托管问题,也不需要使用证书,可以解决传统公钥密码体制在应用过程中耗时耗资源都比较多的问题.基于素域上的椭圆曲线加法群,提出了一个无证书的身份认证及密钥协商方案,其主要包括认证协议与核心算法.该方案消除了双线性对运算,完成双向认证只需要两次通信,提高了认证和密钥产生的效率,效率比已有协议提高了至少10％;充分利用椭圆曲线上的点加运算,加快了计算速度,在不考虑网络通信耗时的情况下双向认证及产生共享密钥只需要20ms左右.同时该方案能满足已知会话密钥的通信安全、主密钥的前向保密性、抗密钥泄露后的伪装攻击等安全属性.该方案尤其适合于不活跃网络对象之间的安全通信.     

无对运算的无证书隐式认证及密钥协商协议

提出一种不含对运算的无证书隐式认证及密钥协商协议。该协议基于离散对数问题和可计算Diffie-Hellman假设,仅需要3次指数运算和2次散列运算,可避免复杂的双线性对运算。在随机预言机模型下的分析结果表明,该协议具有强安全性,计算开销低于同类型的其他协议。     

无双线性对的无证书两方认证密钥协商协议

鉴于双线性对运算复杂度较高,不适用于移动通信环境,提出新的无双线性对的基于无证书的两方认证密钥协商协议。新协议解决了基于身份的公钥密码方案中固有的密钥托管问题,实现了对通信双方的身份认证,采用非双线性对运算,极大地降低了计算开销。通过分析协议的正确性,采用Applied Pi演算对协议进行形式化分析,借助ProVerif工具验证了协议的安全性和认证性。与其他两方密钥协商协议相比,新方案具有更好的安全性和效率。     

无双线性对无证书两方跨域认证密钥协商协议

针对双线性对运算复杂度较高,计算开销较大,提出了新的无双线性对无证书的两方跨域认证密钥协商协议。该协议解决了传统的基于身份的密码体制中固有的密钥托管问题,实现了跨域通信双方的身份验证,采用无双线性对运算,极大地降低了计算开销。在保证协议正确性的基础上,采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,并验证了协议的认证性和安全性。与其他跨域两方认证密钥协商协议性能相比,该协议达到应具备的安全性的同时,其效率更优。     

一种基于双线性配对的移动自组网密钥协商协议

移动自组网是一种无固定网络基础设施、能量和计算资源有限的分布式动态网络,由于其无线传输链路的开放性,使得它非常需要一种计算和通信开销较小的密钥协商方案.本文基于椭圆曲线上双线性配对的概念,提出了一种适用于移动自组网的可认证密钥协商方案,既实现了邻居节点组成员身份认证的匿名性,也实现了需建立会话的节点之间的可认证密钥协商.分析表明,我们所提出的方案计算和通信开销比较小,安全性较好,非常适合于资源有限的移动自组网.     

面向车联网的多服务器架构的匿名双向认证与密钥协商协议

车联网(vehicular ad hoc networks, VANETs)是一种依据特定通信协议,实现车-X(X：车、路、行人及互联网等)之间的无线通讯和信息交换的大型网络.随着云计算的发展,越来越丰富的车联网云服务将涌现并服务于车辆.但这些服务往往由不同的服务器提供,车辆(用户)则不得不在各个服务器上注册并记住大量的用户名与密码.为了实现用户一次注册即可与多个服务器相互认证的目标,多服务器架构的认证协议已被提出并应用于众多领域,但尚未有面向车联网的相关研究.车间通信的瞬时性对认证协议提出了更高的要求,然而已有的多服务器架构的认证协议使用了复杂的双线性密码,在通信与认证开销方面无法满足车联网的要求.为此,首次提出了一个面向车联网的多服务器架构下的新型匿名双向认证与密钥协商协议,该协议采用非奇异椭圆曲线构造了简易的认证方法,降低了认证的计算复杂性.随机匿名机制能有效地保护车辆的隐私,且可与服务器进行双向认证与密钥协商.在随机预言机模型下证明了协议的安全性.性能分析表明：与最近的匿名双向认证协议相比,该协议在认证与密钥协商阶段的计算开销与通信开销分别减少了61%与62%,可更好地满足车联网对计算与通信开销的要求.     

可证明安全的无双线性对无证书可信接入认证协议

提出一种无双线性对无证书的WLAN可信接入认证协议CTAPwoP.该协议以可信网络连接架构的基本思想为基础,将平台身份认证和平台完整性校验与用户身份认证过程巧妙结合,使得新协议仅需3轮交互就能实现站点(station, STA)与接入点(access point, AP)之间的双向身份认证和单播会话密钥的协商,同时实现AS对STA的平台身份认证和平台完整性校验.为进一步提高性能,该协议利用椭圆曲线上的点乘运算替换了传统无证书公钥密码体制中复杂的双线性对运算.安全性分析表明,该协议在高安全强度的eCK(extended Canetti-Krawczyk)模型下是安全的;性能分析表明：与IEEE 80211i的接入认证方案相比,该协议在计算开销和通信负载方面性能优势明显.     

基于无证书密钥协商的Kerberos改进协议

Kerberos认证协议容易遭受口令攻击和重放攻击,且需要2次双线性对运算、2次指数运算和1次椭圆曲线上的点乘运算,计算量大。为此,利用高效的无证书密钥协商对Kerberos协议进行改进。用户与认证服务器之间通过使用无证书签密技术抵抗伪造攻击。分析结果证明,改进协议符合密钥协商的6个基本安全要求,满足已知密钥安全性、完美前向安全性、抗未知密钥共享安全性、密钥不可控性、已知会话临时信息安全性,能抵抗口令攻击、重放攻击、中间人攻击及密钥泄漏伪装攻击,并且仅需3次点乘运算,具有较高的效率。