跨域基于口令认证的密钥交换协议的分析与改进

由于网络中存在安全问题,通信双方必须在通信前进行身份鉴别和密钥交换.跨域基于口令的认证密钥交换协议(C2C-PAKE)利用同一域间客户与服务器问预先共享的口令,使分布在不同域中持有不同口令的两个用户可以协商并分配一个共享的会话密钥.描述一个跨域C2C-PAKE协议,给出协议的交互过程,分析其安全性及其可能遭受的两种攻击,并给出对应的改进方案.     

改进的跨域口令认证密钥交换协议

描述一个跨域口令认证密钥交换协议,在其基础上对跨域C2C-PAKE协议的安全模型进行改进。通过引入公钥密码体制,结合离散对数高可靠等特点,提出改进的跨域口令认证密钥交换协议。该协议步骤简单,具有语义安全性、密钥保密性,实现了服务器与用户之间的双向认证,能对抗不可检测在线字典攻击等常见攻击。安全性分析表明该协议是安全有效的。     

基于不同口令认证的跨域组密钥协议

近年来关于基于口令认证的密钥交换协议(PAKE)进行了广泛的研究,基于口令认证的组密钥交换协议已成为安全协议研究的焦点问题.Byun等人也先后提出了基于不同口令认证的跨域环境下端到端的两个客户之间的PAKE(C2C-PAKE)密钥交换协议.然而在实际应用中,往往还需要在多个客户或客户组之间建立安全的通信信道.因此,提出了基于不同口令认证的跨域组间密钥交换协议,该协议将Zhiguo Wan等人所提出的nPAKE+协议扩展到了两个域,实现了两个域中的客户组在域服务器的协助下,建立域间共享的组会话密钥的过程,并给出了安全分析和执行效率的代价分析.     

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。     

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。     

具有强安全性的三方口令认证密钥交换协议

大部分口令认证密钥交换(PAKE)协议的设计者忽略了长期密钥泄露可能造成的危害.文中发现仅仅依靠口令的安全性设计可以抵抗口令泄露攻击的三方PAKE协议是不可能的,所以文中采取服务器通过公钥实现认证的方法,设计一个可以抵抗口令泄露攻击的强安全性协议,其在随机预示和理想密码模型下基于ECGDH假设具有前向安全的特性.     

基于椭圆曲线的加密密钥交换协议

加密密钥交换协议(EKE)的目的是利用安全性低的口令协商安全性高的密钥,进而利用密钥对以后的通信进行加密或身份认证,从而实现安全通信.基于验证元的EKE是针对服务器泄露攻击问题提出的.本文基于椭圆曲线密码系统的特点,给出了一个基于验证元的3EKE,该协议中,服务器通过口令实现对用户的认证;协议能够抵抗服务器泄露等攻击,...     

基于PKI体系的跨域密钥协商协议

基于口令的跨域密钥协商协议和Kerberos协议无法抵抗口令猜测攻击,在金融、航天等通信安全需求高的场所,需要一种更有效的协议来保证通信安全。给出一种新的基于PKI体系的跨域密钥协商协议,采用公钥算法保证数据传输的安全,结合使用Diffie-Hellman协议生成会话密钥。协议有效地解决了利用预置共享密钥参与加/解密实施中间人攻击,以及Kerberos弱口令导致的攻击者可以实施口令猜测攻击的问题。跨域通信的公钥信息仅存储在各自域认证服务器,域内用户不需要配置跨域服务器的公钥信息,降低了配置复杂度、域内用户和域认证服务器之间密钥管理的复杂性,同时提高了域服务器鉴别身份的能力和信息机密性,使其免疫多种攻击,具有良好的前向安全性和扩展性。     

基于RLWE的双因子三方认证密钥交换协议

为了使格上Diffie-Hellman式密钥交换协议能够实现认证性并且适用于客户-服务器-客户模式的大规模通信,提出了一个基于环上误差学习RLWE的双因子三方认证密钥交换协议。该协议将口令和生物特征作为客户的长期密钥,实现服务器对客户的显式身份认证。首先利用环上误差学习的困难问题的优势（密钥及密文尺寸短、运行效率高）来构造密码体制;其次服务器通过口令和生物特征的哈希值传递环元素,并结合丁式错误协调机制使得通信方获得随机均匀的会话密钥。最后分析表明,该协议适用于大规模通信,提高了通信量,具有更高的安全属性,可以抵抗口令泄露用户假冒攻击。     

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。     

Provably secure three-party password authenticated key exchange protocol in the standard model

Three-party password authenticated key exchange protocol is a very practical mechanism to establish secure session key through authenticating each other with the help of a trusted server. Most three-party password authenticated key exchange protocols only guarantee security in the random oracle model. However, a random oracle based cryptographic construction may be insecure when the oracle is replaced by real function. Moreover, some previous unknown attacks appear with the advance of the adversary capability. Therefore, a suitable standard model which can imitate a wider variety of attack scenarios for 3PAKE protocol is needed. Aim at resisting dictionary attack, unknown key-share attack and password-compromise impersonation attack, an expanded standard model for 3PAKE protocol is given. Meanwhile, through applying ElGamal encryption scheme and pseudorandom function, a specific three-party password authenticated key exchange protocol is proposed. The security of the proposed protocol is proven in the new standard model. The result shows that the present protocol has stronger security by comparing with other existing protocols, which covers the following security properties: (1) semantic security, (2) key privacy, (3) client-to-server authentication, (4) mutual authentication, (5) resistance to various known attacks, and (6) forward security.     

一种新的双方认证密钥协商协议的安全性分析

2010年,Mohammad等人提出了一种新的双方认证密钥协商协议(MOHAMMAD Z, CHEN Y, HSU C, et al. Cryptanalysis and enhancement of two-pass authenticated key agreement with key confirmation protocols. IETE Technical Review, 2010,27(3):252-65)。新协议以较高的运算效率实现了参与者双方的身份认证和密钥协商。对该协议的单轮版本进行了安全性分析,通过模拟协议中某些信息丢失后协议双方的通信过程,发现如果协议中的一些秘密信息丢失,敌手可以发起信息泄露伪装攻击、密钥泄露伪装攻击和一般定义下的伪装攻击,也无法抵抗中间人攻击。这些攻击都可以使得敌手冒充合法参与者发起或回应会话。     

一种基于身份的密钥协商协议安全分析与改进

认证密钥协商是保证参与者后续通信安全的一种重要机制。2007年,J.Oh等人提出了一种新的利用椭圆曲线密码体制的基于身份的认证密钥协商协议,该协议最大的特点是可以通过一次会话密钥协商过程生成两个会话密钥。但研究发现,该协议不能抵抗基本的冒充攻击和密钥泄露冒充攻击,详细地描述了这两个安全弱点后提出了一种新的改进方法,并分析了新协议的安全性。     

Security weaknesses of authenticated key agreement protocols

In this paper, we analyze the protocols of Tan, Lim et al., Chen et al. and five protocols of Hölbl et al. After the analysis, we found that Tan et al.?s, Lim et al.?s and two protocols of Hölbl et al. are insecure against the impersonation attack and the man-in-the-middle attack, Chen et al.?s protocol cannot withstand the key-compromise impersonation attack, one protocol of Hölbl et al. is vulnerable to the insider attack, one allows an adversary to compute the private key of any user and one protocol allows her to compute the shared secret key.     

基于二次剩余的多服务器环境下的身份认证协议

多服务器环境下的身份认证协议实现了用户只需要一次注册即可跟多个服务器实现交互认证,基于二次剩余构造了一个注册中心在线的多服务器环境下身份认证协议。该协议中,注册中心参与实现对用户的认证并协助用户和服务器建立后继通信的会话密钥,并且服务器之间是可以相互区分的。协议能够抵抗字典攻击、口令泄露模仿攻击常见攻击,同时能够实现相互认证,以及前向安全、已知会话密钥安全和无密钥控制等会话密钥的安全属性。     

A secure and efficient identity-based authenticated key exchange protocol for mobile client–server networks

Recently, Chou et al. (J Supercomput 66(2): 973–988, 2013) proposed two identity-based key exchange protocols using elliptic curves for mobile environments. The first one is an two-party authentication key exchange protocol to establish a session key between a client and a remote server. The second one is an extended version for three-party setting to establish a session key between two clients with the help of a trusted server. However, this paper finds the first one vulnerable to impersonation attack and key-compromise impersonation attack, and the second one insecure against impersonation attack. To overcome the weaknesses, we propose an improved identity-based two-party authentication key exchange protocol using elliptic curves. The rigorous analysis shows that our scheme achieves more security than related protocols.     

配电自动化GPRS两方认证密钥协商协议

在配电自动化系统的通用分组无线业务（GPRS）通信过程中,存在假冒攻击和数据篡改等安全隐患。为此,提出一种基于双线性对的配电自动化GPRS通信两方认证密钥协商协议,以建立配电主站加密服务器和配电无线终端之间的会话密钥。分析配电自动化GPRS通信网络的结构特点、安全威胁和需求,采用基于密钥的哈希认证码算法,同时考虑配电无线终端的有限计算能力,给出协议的实现过程。分析结果表明,该协议能抵御外部攻击、重放攻击和假冒攻击,且不存在密钥托管问题。与同类协议相比,具有更高的安全性和效率,能够满足实际的应用需求。