基于ECC的双向认证及密钥协商方案的分析与改进

针对当前移动通信中认证和密钥协商存在的问题和已有的解决方案,提出了一种改进的基于椭圆曲线密码体制ECC的密钥协商及双向认证方案.该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密钥的安全协商.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,降低通信双方的计算负担和存储要求,适用于无线网络环境.     

WSN中基于ECC的轻量级认证密钥协商协议

为解决无线传感器网络密钥管理与认证协议设计中由于节点频繁移动所带来的计算量、存储量等资源消耗过大问题,提出了一种基于ECC的轻量级认证密钥协商协议。该协议主要用于网络中任意用户节点之间,以及用户节点与网络之间的双向认证和会话密钥的协商。方案采用ECC进行会话密钥协商,结合AES对称密钥加密技术保证信息传输过程的保密性。与传统的密钥协商协议相比,能够在更小的密钥量下提供更大的安全性,并减少了对节点计算量和存储量的需求。该协议在ID-BJM安全模型下证明了其安全性。分析结果表明,该协议满足前后向安全性和PKG前向安全性。     

一种安全增强型无线认证与密钥协商协议

针对当前3G网络身份认证与密钥协商方案存在扩展性差、用户身份信息易泄露的问题,提出一种基于无线公钥体制的安全增强型无线认证与密钥协商协议,实现实体间的双向身份认证,保护空中接口及有线通信链路,防止用户和接入网络身份标识泄露。该方案支持数字签名,可提供不可否认性业务。形式化方法验证分析表明,该协议能够满足安全需求。     

无双线性对的动态口令认证与密钥协商方案

提出了一种椭圆曲线密码体制下基于身份的双向认证方案,用于解决基于移动终端的动态口令机制身份认证方案在双向认证和会话密钥方面的不足。该方案使用移动端令牌生成动态口令,采用三次握手原理实现身份认证,支持安全会话密钥协商、一次性口令、双向认证和轻量级服务器存储。分析表明,该方案可以抵抗针对移动终端口令认证方案的常见攻击,安全有效,满足安全设计目标。     

一种移动互联网络匿名认证协议

针对移动互联网络安全性的匿名需求,论文在基于身份的公钥系统的基础上,设计了一个双向匿名认证协议,该协议提出移动互联网络通信中的匿名身份认证和密钥协商方案,实现了通信双方的相互认证,并使移动网络向移动用户提供匿名服务,保护用户身份信息,分析表明协议具有很强的匿名性,而且高效可行,满足移动互联网络匿名性的安全需求。     

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.     

可证安全的面向无线传感器网络的双因素认证方案

随着无线传感器网络的快速发展,对外部用户的身份进行确认已成为获取传感器网络中实时数据所要解决的关键问题。基于Nam提出的首个广泛适用于面向无线传感器网络的双因素认证方案的安全模型,设计了一个新的可证安全的用户认证密钥协商方案。该方案基于椭圆曲线密码体制,达到用户、网关节点及传感器节点之间的双向认证,满足匿名性并建立会话密钥,最后基于ECCDH困难性假设证明了新方案的安全性。与Nam提出的方案相比,在满足安全性的同时,将参与者的计算效率达到最优,更符合资源受限环境及现实应用。     

基于国密算法和模糊提取的多因素身份认证方案

针对多因素身份认证方案需要额外硬件设备以及在隐私信息防护、密码运算安全上存在漏洞等问题,提出一种基于国密算法和模糊提取的多因素身份认证方案.该方案不需要智能卡等额外设备,首先使用Shamir秘密门限方案和SM4分组密码算法保护用户私钥安全;然后在注册阶段使用模糊提取和SM3密码杂凑算法实现基于用户身份和生物特征信息的双向认证,从而注册用户身份并发布用户公钥;最后在认证阶段使用SM2椭圆曲线公钥密码算法实现基于签名验签的双向认证,从而认证用户身份并协商会话密钥.经过BAN逻辑验证和启发式安全分析,该方案实现了注册和认证阶段双向认证,能够安全地协商会话密钥,可以抵抗已知攻击并提供用户匿名性和前向保密性.实验结果显示,该方案在客户端和服务端的计算开销都在毫秒级,在提高安全性的同时保持了较高的效率.     

基于口令认证的移动Ad Hoc网密钥协商方案

Ad Hoc网是一种不依赖于任何固定基础设施、没有中心控制节点、计算资源受限的新型无线移动网络.基于ECC(elliptic curves cryptography),提出了一个新的适用于Ad Hoc网的具有口令认证和共享口令进化的多方密钥协商方案.口令的一个功能是作为共享信息认证移动节点的密钥,另一个功能是作为对称密钥加密移动节点间的交互信息.共享口令进化机制保证每次认证节点密钥和协商会话密钥时口令的新鲜性和安全性,从而既减轻了移动节点的计算量和存储负担,又实现了移动节点之间的密钥认证和信息加密.新方案具有抗中间人攻击、抗重放攻击、密钥独立和前向安全等多种安全特性.     

基于单向哈希函数的远程口令认证方案*

首先分析了Wu-Chieu认证方案和Le-Lin-Chang认证方案存在的安全缺陷;然后提出了一种基于单向哈希函数和Diffie-Hellman密钥交换协议的远程口令认证方案.该认证方案不仅修正了上述两种认证方案存在的安全缺陷,而且实现了用户与远程系统之间的双向认证.由于该认证方案不要求用户与远程系统之间维护时间同步机制,更适用于大规模分布式网络环境.     

基于证书签密的IPv6网络跨域认证协议

为了解决IPv6网络互连过程中基于身份认证的域内用户与基于无证书认证的域内用户之间进行跨域认证和密钥协商的问题,提出了一种随机预言机模型下可证明安全的基于证书签密的认证方案,设计了一种IPv6网络跨域认证协议并对其安全性和效率进行了分析。结果表明,在安全性方面,该协议具有完美向前保密和双向实体认证等安全属性,满足了认证的安全需求;在效率方面,与同类协议相比,该协议无须进行公钥加/解密运算,也不受同步环境的限制,只需五条消息就能实现跨域认证,计算开销和通信开销都相对较小。     

节点证书与身份相结合的HMIPv6 网络接入认证机制

接入认证是层次型移动IPv6(HMIPv6)网络安全的基本需求.构建了适于HMIPv6的分层认证框架,设计了一种节点证书与身份相结合的签名方案,并以此为基础提出了HMIPv6网络双向接入认证机制.该机制利用基于身份密码技术简化了公钥基础设施的复杂密钥管理过程;以节点证书为接入认证的主要依据,消除了接入网络与家乡网络间的消息交互;采用提出的层次化签名方案,实现了用户与接入网络的双向认证.机制经过简单扩展,能够支持多层HMIPv6网络的接入认证.性能与安全性分析表明,与传统的及其他基于身份的认证方案比较,所提出的机制拥有更高的认证效率和安全性.     

基于无证书签密的代理移动IPv6认证方案*

针对现有的代理移动IPv6认证方案存在的系统开销大和不能抵御暴力攻击的问题,提出了一种基于无证书签密的代理移动IPv6认证方案。该方案结合了无证书签密和代理移动IPv6的实际环境,在实现对移动节点认证的同时有效地解决了无线环境中密钥管理问题。对方案的安全性进行形式化分析证明,该方案在随机预言机模型下是可证明安全的。同时,效率分析表明,该方案不仅减少了节点之间的交互,而且保持了较小的计算量。     

一种基于三方密钥协商的移动IP注册协议

目前大多数移动IP注册协议都是采用对称密码体制和基于公钥密码体制相结合的方式来实现移动实体之间的相互认证,移动节点和外地代理之间没有认证,存在一定的安全缺陷。针对这种移动IP注册协议的认证安全问题,将无证书的三方密钥协商方案引入到移动IP的注册,提出了基于三方密钥协商的移动IP注册协议,实现移动节点、家乡代理和外地代理这三个实体的相互认证。分析结果表明,协议具有更高的安全性,且拥有较高的效率。     

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.     

An ID-based client authentication with key agreement protocol for mobile client-server environment on ECC with provable security

Recently, lots of remote user authentication schemes are implemented on elliptic curve cryptosystem (ECC) to reduce the computation loads for mobile devices. However, most of those remote user authentication schemes on ECC suffer from different attacks and can not provide provable security. Therefore, we propose an ID-based remote mutual authentication with key agreement scheme on ECC in this paper. The proposed scheme not only provides mutual authentication but also supports a session key agreement between the user and the server. The scheme also provides the known session key security, the perfect forward secrecy, the no key-compromise impersonation, the no unknown key-share and the no key control. Compared with the related works, the proposed scheme is more efficient and practical for mobile devices. We also give a security proof under the random oracle.     

移动IPv6网络安全接入认证方案

对于移动IPv6网络,身份认证是网络安全的关键问题之一.针对移动IPv6网络的接入认证,提出了一种基于移动互联网双向认证方案.在移动切换过程中的接入认证和家乡注册,采用对家乡注册消息进行基于双私钥签名的方式,实现了家乡代理和移动节点分别对注册消息的签名,实现了接入认证与家乡注册的并发执行,移动用户和接入网络的一次交互实现了用户和接入域的有效双向认证.理论分析和数据结果表明,方案的认证总延时和切换延时要优于传统方法,有效地降低了系统认证的延时.安全性分析表明,框架中的基于双私钥的CPK方案满足双向接入认证安全,有效地解决了密钥托管问题.     

移动通信中可证安全的双向认证密钥协商协议

在基于无线网络的分布式环境中,带认证的密钥协商协议对通信双方是否能够建立安全的会话至关重要.同时,协议的可证安全也逐步得到重视.在借鉴以往无线通信密钥建立协议的基础上,提出了一个可相互认证的密钥协商协议MAKAP(mutual authenticated key agreement protocol),并在Bellare和Rogaway的模型下证明了它的安全性,同时分析了其计算代价.与以往许多协议相比,MAKAP协议不仅在安全证明上有较明显的优势,而且其计算量也不大,有较高的实用性.     

Two ID-based authenticated schemes with key agreement for mobile environments

With the rapid development of electronic commerce transactions on mobile devices, achieving secure communications between communication parties is an important issue. The typical solutions are authenticated key agreement protocols, designed to efficiently implement secure channels for two or more parties communicating via a public network by providing them with a shared secret key, called a session key. In this paper, we propose two key agreement schemes based on elliptic curve cryptosystems suited for mobile environments. The first one is an identity-based remote mutual authentication with key agreement scheme, and it is used to establish a session key between the client and the server. In the second one, we extend the proposed two-party authentication key exchange scheme to develop an efficient three-party authenticated key agreement scheme for establishing a session key between two users with the help of a trusted server. Both our proposed schemes achieve efficiency, practicability, simplicity, and strong notions of security.