基于格的口令认证密钥交换协议综述

量子计算技术的快速发展使基于传统困难问题的口令认证密钥交换（PAKE）协议在后量子时代面临严重的安全威胁。基于格的密码体制因高效性、高安全性,以及支持全同态加密和多线性映射等更强的密码服务功能,被美国NIST认证为后量子时代最具潜力的密码体制。首先系统地梳理格上PAKE协议的研究进展,主要包括格上集中式的两方、三方PAKE协议和分布式PAKE协议,然后分别对相关典型方案进行了对比分析,最后展望了格上PAKE协议的未来发展趋势。     

基于理想格的通用可组合两方口令认证密钥交换协议

大部分现有基于格的两方口令认证密钥交换协议(2PAKE)都是在基于不可区分的公共参考串模型或Bel-lare-Pointcheval-Rogaway(BBR)模型下被证明安全的.该文提出一个基于环上带误差学习问题的两方口令认证密钥交换协议,并在通用可组合框架下证明其安全性.与同类协议相比,新协议具有更高的安全性和更高的效率.     

基于理想格的通用可组合两方口令认证密钥交换协议

大部分现有基于格的两方口令认证密钥交换协议(2PAKE)都是在基于不可区分的公共参考串模型或Bellare-Pointcheval-Rogaway(BBR)模型下被证明安全的。该文提出一个基于环上带误差学习问题的两方口令认证密钥交换协议,并在通用可组合框架下证明其安全性。与同类协议相比,新协议具有更高的安全性和更高的效率。     

基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议

鉴于量子密码在密钥分配方面取得的巨大成功,人们也在尝试利用量子性质来设计其他各类密码协议。匿名认证密钥交换就是一类尚缺乏实用化量子实现途径的密码任务。为此,该文提出一个基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议。它在满足用户匿名性和实现用户与服务器双向认证的前提下,为双方建立了一个安全的会话密钥。该协议的安全性基于量子力学原理,可以对抗量子计算的攻击。此外,该协议中服务器的攻击行为要么无法奏效,要么能够与外部窃听区分开(从而被认定为欺骗),因此服务器通常不敢冒着名誉受损的风险来实施欺骗。     

后量子基于验证元的三方口令认证密钥交换协议

针对服务器直接以明文的方式存储口令,存在服务器泄露的风险,基于两方的基于格的口令认证密钥交换(PAKE)协议不适用于大规模通信系统的问题,提出了一种格上基于验证元的三方口令认证密钥交换协议.通过随机口令哈希方案生成验证元,并结合口令策略检查机制实现口令的检查,利用基于格的CCA安全公钥加密体制构造一个新的基于验证元的3...     

基于格的三方口令认证密钥交换协议

为抵抗量子攻击,格理论被广泛应用于各种密码体制的设计.目前基于格的口令认证密钥交换协议(PAKE)都是针对两方设计的,不能满足大规模通信系统的应用需求.该文在 Gorce-Katz 两方 PAKE 框架基础上提出了一个基于格的三方 PAKE 协议,并在标准模型下证明了其安全性,同时通过实现用户和服务器的显式双向认证达到了可抗不可测在线字典攻击.新协议是第1个基于格的三方 PAKE 协议,与通用构造相比,通信轮数少,并且能避免大数分解和离散对数易受量子攻击的弱点.     

一种新型基于环上带误差学习问题的认证密钥交换方案

利用格上判定带误差学习问题(Ring-DLWE)困难假设,该文基于Peikert的调和技术构造认证密钥交换方案。在标准模型下,该方案是CK模型中可证明安全的,并达到弱前向安全性(wPFS)。与现有的基于LWE的密钥交换方案相比,该方案使用平衡的密钥提取函数,因而保护共享会话密钥,同时因其基于格中困难问题,所以能抵抗量子攻击。     

基于双线性配对的密钥树口令认证组密钥交换协议

针对组密钥交换协议存在的安全性及执行效率问题,提出了基于双线性配对的密钥树口令认证组密钥交换协议nPAKE'.协议中使用双线性配对取代了一般组密钥交换协议中的幂指数运算,并为协议的参与方建立了二叉密钥树结构.对协议的安全性及效率进行的分析表明协议中所采用的双线性配对技术能够满足对组密钥交换协议的安全性要求,并且协议在执行效率上相对于其他组密钥交换协议有很大的提高.     

基于用户口令的认证密钥交换技术

由于网络中存在安全问题,通常通信双方通信前需要建立会话密钥并认证身份。本文阐述了基于口令的认证密钥交换技术及其需满足的安全准则,并对三个密钥交换协议的安全性进行分析。     

可证明安全的抗量子两服务器口令认证密钥交换协议

针对基于格的单服务器口令认证密钥交换(PAKE)协议不能抵抗服务器泄露攻击,而目前基于格的多服务器PAKE协议的执行效率较低且不适用于两服务器场景的问题,利用带误差学习(LWE),提出了格上第一个非适应性两方平滑投影哈希函数(SPHF),具备不可区分适应性选择密文攻击(IND-CCA2)的安全性,并约束了所基于的公钥加...     

基于格理论的后量子密钥交换算法在区块链中的应用

区块链技术最初作为在比特币交易中的底层核心技术走进人们的视野,它是一种可以对信息进行点对点传输的互联网数据库技术,其最大的特点就是去中心化.然而在不久的将来,量子计算机的出现将会对以传统加密算法作为其信息安全存储与传输保障的区块链技术带来严重的威胁.文章从区块链技术的基本原理与基础架构出发,主要对在区块链中应用到的加密...     

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.     

基于口令认证的密钥交换协议的安全性分析

在串空间理论模型引入了描述DH问题的方法以及分析猜测攻击的攻击者能力,对基于口令认证的密钥交换协议的安全性进行了形式化分析。提出一个对DH-EKE协议的简化,并证明了该协议的安全性:口令的秘密性,认证性,以及会话密钥的秘密性.根据分析给出基于口令认证的密钥交换协议抵抗猜测攻击的基本条件.将分析方法应用到基于口令的三方密钥交换协议上,给出单纯基于口令进行密钥交换协议的安全性需要满足的一个必要条件.     

通用可组合的三方口令认证密钥交换协议

现有的许多三方口令认证密钥交换(3PAKE)协议都被发现是不安全的。该文基于通用可组合(UC)模型,定义了3PAKE理想函数。在两方口令认证密钥交换理想函数辅助的混合模型下,构造了一个实现3PAKE理想函数的3PAKE协议。新的协议由中间密钥生成、消息认证传输和会话密钥生成3个阶段构成。该协议是UC安全的,并且结构简单。     

量子密钥分发协议中通信双方的身份认证问题

针对量子密钥分发协议中的通信双方的身份认证问题,提出了一种解决方案。     

基于口令的鉴别密钥交换协议设计

网络用户的身份鉴别和密钥交换问题是网络安全的核心问题,目前最常见的鉴别密钥交换协议为基于口令的鉴别密钥交换(PAKE)协议。论文讨论了PAKE协议的设计目的、基本模式及其安全需求,并给出了双方模式和三方模式PAKE协议的交互过程,为网络安全协议的设计提供了参考。     

跨域基于口令认证的密钥交换协议的安全模型

从形式化处理的角度出发,首先分析了跨域C2C-PAKE协议应该具有的安全属性,然后给出了一个适合于跨域C2C-PAKE协议的安全模型,并推广了单服务器C2C-PAKE协议的通用协议,进而给出了一个跨域C2C-PAKE协议的通用构造,并在新的模型中证明了其安全性.     

带身份认证的四量子纠缠量子密钥分发协议

提出了采用四量子纠缠系统通过局域变换得到的一组相互正交的纠缠量子态,利用粒子间的正交性来同时完成身份证与密钥分发.正交态的一部分用于传送身份认证信息,另外一部分用于密钥分发.身份认证信息穿插于密钥序列中可有效防止中间人攻击.而且用计算机做仿真试验并与B92协议进行了比较.     

基于口令认证的密钥协商协议研究

通过构建密钥协商协议为公开网络通信提供安全的会话密钥,保障通信安全。针对当前密钥协商协议抗攻击性能不好、公钥密码体制不安全的问题,提出基于口令认证的密钥协商协议设计方法。首先基于网络部署构建密钥预分配方案,采用Logistics混沌映射构建公钥加密方案;然后根据口令认证分组加密技术构建混合安全的密钥协商协议;最后通过仿真实验进行性能测试。实验结果表明,采用设计的密钥协商协议能提高密文的抗攻击能力,该方案的安全性得到证明。