适用于智能家居的格上基于身份多方认证密钥协商协议

随着物联网应用的日益普及,物联网设备终端数量激增、种类多样、层次复杂,常处于不可控的环境之中,因此,确保数据传输过程的安全性和隐私性至关重要。对基于物联网架构的智能家居服务进行探讨得出,启用智能家居应用需涉及多个方面,如用户、云、物联网智能集线器(the IoT smart hub,ISH)和智能设备,它们需要多方验证以进行安全通信。由此提出了一种针对智能家居应用的格上基于身份多方认证密钥协商协议,并证明在eCK模型下是安全的。其安全性可以归约到环上带误差学习(ring learning with errors,RLWE)问题的困难性,能够抗量子计算攻击。所提协议由一个格上基于身份的加密方案转换而成,无须公钥证书,避免了部署一个庞大的公钥基础设施(public key infrastructure,PKI)。通过信息交互实现显式认证,且可具有一定的匿名性质,与其他相关的后量子格上多方认证密钥协商协议方案相比,该协议在安全性和执行效率方面更具优势。

移动边缘计算场景下基于身份的安全认证密钥协商协议

移动边缘计算的快速发展推动了对新型安全技术的研究。认证密钥协商协议作为保障安全通信的重要方法之一,得到了广泛的关注,但现有的面向移动边缘计算的认证密钥协商协议并不能很好地同时满足移动边缘计算的安全性和性能需求。针对这一问题,提出了移动边缘计算场景下的认证密钥协商协议。首先,协议方案根据移动用户和边缘计算服务器的身份构建身份认证的凭证,双方通过该凭证完成相互认证并构建会话密钥,保证了通信安全;其次,通过形式化分析和非形式化分析证明了方案具有良好的安全性能;最后,由于所提方案避免使用包括双线性对在内的计算开销较大的密码学运算,在计算和通信开销方面的表现也较优。

糅合多种因素的双向身份认证密钥协商协议

为了提高身份认证协议的安全性能,提出一种糅合多种安全因素的双向身份认证密钥协商协议,该协议引入高熵随机数,糅合智能卡、生物特征认证和公钥密码体制等多种安全因素。通信双方通过挑战/应答机制的三次握手来实现双向认证,并协商生成后续会话所需密钥。通过BAN逻辑分析和多种已知攻击的非形式化安全分析证明,本协议有较高的安全性能。本协议实现双向认证所需通信带宽为1360 bits,通信总轮数为3次,期间仅需一次非对称加密、一次非对称解密和12次Hash运算。与其它相关协议相比,该协议有效降低了运算复杂度,展现出更高的效率。

基于SM2的车联网身份认证密钥协商协议

车联网作为物联网领域的关键技术节点,它的出现是高通信时代实现万物互联的开端。但由于车联网环境复杂,仍存在一些安全问题,而车联网中的身份认证又是关键一环。本文提出了基于SM2的车联网身份认证密钥协商协议。本方案以椭圆曲线算法SM2为基础,有效提高了认证效率,可以达到低时延;在协议基础上进行改进,使其安全性更高。安全分析结果表明,本方案在可认证性、匿名性、条件追踪、假冒攻击、重放攻击、中间人攻击方面都有一定效果。性能分析结果表明,本方案下的计算开销和通信开销都有所降低。因此,该方案在资源受限的物联网或嵌入式环境中,有着重要的理论意义与应用价值。

口令协商密钥下多模融合无线应急通信技术

以往的应急通信技术由于确定的应急通信路径准确度不高,导致应急通信技术的通信数据传输速率效果不佳。因此,设计了口令协商密钥下多模融合无线应急通信技术。预处理多模融合无线应急通信数据,利用口令协商密钥,生成相应的应急通信协议,通过计算应急通信资源分配的知识熵,分配对应急通信资源;在此基础上,计算应急通信信号的覆盖范围,考虑外界因素对通信信号的影响,在口令协商密钥下确定应急通信路径,设计多模融合无线应急通信方案,完成多模融合无线应急通信技术研究。在实验实际测试中,设计的技术在实际应用中丢包率仅为8.24%,进一步提升通信数据的传输速度,通信效果较好。

分布式智能车载网联系统的匿名认证与密钥协商协议

智能车载网联系统作为智慧城市建设的重要组成部分,近年来受到学术界与工业界越来越多的关注。智能车载网联系统中提升了智能车辆的行驶安全性与出行效率,但在开放的环境下数据传输容易被截取,造成敏感信息泄漏。因此需要实现匿名认证并且协商正确的会话密钥,来确保智能车载网联系统敏感信息的安全。该文提出面向分布式智能车载网联系统架构的匿名认证与密钥协商协议。该协议基于中国剩余定理秘密分享技术来保护认证标识符,智能车辆能够以线性的计算开销在不同的区域恢复出对应的标识符,该标识符能够长期安全使用且智能车辆能够在不使用防篡改设备的情况下完成安全认证,路侧通信基站能够检测信息的匿名性和完整性,并与智能车辆协商到后续安全通信的会话密钥,同时实现双向认证。此外,协议能够在复杂的分布式智能车载网联系统中拓展批量匿名认证、域密钥更新、车对车的匿名认证、匿名身份可追踪等实用性功能。安全性与性能分析表明该协议能够安全高效地部署在分布式智能车载网联环境。

横向联邦学习环境基于身份认证及密钥协商协议

近年来,联邦学习受到多个领域的广泛关注,而认证及会话密钥协商是保证通信实体之间安全传输、可靠通信的关键技术和基本的安全保障。根据横向联邦学习参与方数据特征,提出一种基于身份的无证书轻量级认证及密钥协商协议;参与方在密钥生成中心(KGC)完成注册后,利用公共参数计算各自的临时密钥和长期密钥完成认证、计算会话密钥;最后,采用扩展的CK(eCK)模型对所提协议进行安全性证明。性能分析表明:所提协议在计算性能和通信开销方面可以有效地控制成本,适用于单服务器下横向联邦学习的训练环境。

轻量级的两方认证密钥协商协议

轻量级的两方认证密钥协商协议允许通信双方在公开信道上建立一个相同且安全的会话密钥。现有的认证协议难以满足轻量级的需求,同时多数轻量级协议仍存在某些安全问题。基于此,提出了一种基于身份的两方匿名轻量级逆向防火墙认证密钥协商协议。该协议在eCK模型下结合BAN逻辑被证明是安全的。协议提供匿名性、完美前向安全性、抗重放攻击、抗Dos攻击、抗中间人攻击。与其他轻量级认证协议对比发现,该协议具有更高的安全性和较短的运行时间,适用于资源受限设备。

车联网环境下的轻量级认证密钥协商协议研究

针对车联网复杂高速变化的网络环境以及开放网络中恶意攻击和隐私泄露的威胁,为保障车联网通信过程中的高安全、低时延与信息的隐私性,文中设计并实现了一种新型的基于国密算法SM9的轻量级认证密钥协商协议,在保证本协议可以抵御车联网中假冒与伪造攻击、重放攻击、中间人攻击等恶意攻击的同时,降低了认证密钥协商过程中的计算开销与通信时延,极大程度提高了认证密钥协商效率。本协议的轻量级特性适用于车联网中车辆高速行驶的复杂环境,满足了车联网环境对于认证密钥协商协议的低时延与高安全要求,具备较高的可行性。

基于密钥协商和身份匿名技术的社交发现隐私保护方案

针对移动社交网络中用户进行属性匹配时,服务器与用户可能会搜集查询用户的属性信息,恶意的攻击者可能发起中间人攻击、重放攻击和伪造身份攻击等问题,提出一种基于密钥协商和身份匿名技术的社交发现隐私保护方案。在该方案中,身份通过系统认证的查询用户与响应用户,基于查询用户随机选定的不可逆哈希函数与随机数,生成各自的属性哈希值集;服务器负责计算所有响应用户与查询用户的属性匹配值,根据值的大小向查询用户推荐好友。系统合法用户查询匹配过程中以及建立好友关系之后的保密通信使用的私钥,基于迪菲–赫尔曼密钥协商技术,经由服务器保密传输公开参数而生成,但对服务器保密。安全分析表明,该方案能够防止系统用户隐私信息泄露,进而保障了其身份的匿名性。同时,基于jPBC密码算法库在MyEclipse平台上对方案进行仿真实现,实验结果表明,该方案在减轻用户计算与通信负担方面比同类方案更加有效。

基于身份认证的非对称群组密钥协商协议在气象信息安全中的研究

在气象信息技术快速发展的当下,气象信息安全成为研究要点。密钥协商协议能够产生一个共同会话密钥,从而保证群组内气象信息加解密的安全性,群组成员参与通信需要身份认证来确保身份的真实性。为了实现气象数据中密钥协商和身份认证,文章研究了基于身份认证的非对称群组密钥协商协议,利用身份认证和安全分层来使协议更加安全可靠,并最终完成气象数据在群组内信息的安全加解密。

基于ECC的智能家居感知层密钥管理技术研究

针对智能家居产品规模小、配置简单、系统开销小等特点,结合ECC速度快、安全性高、运算和存储要求小等特点,提出基于ECC的智能家居感知层密钥管理技术方案.方案从RFID和WSN入手,通过ECC有限域选取、安全参数选取、初始化、密钥协商、身份验证、信息通信、WSN节点删除等阶段,对基于ECC的智能家居RFID和WSN的密钥管理技术进行详细论述,针对RFID和WSN的身份验证过程给出安全性分析和性能分析.在此基础上,提出了加入可信第三方、分簇传感器网络、混合式密钥管理技术等相关技术以提升性能.方案兼顾了智能家居产品的安全性和性能要求,有效解决了基于ECC的智能家居感知层密钥管理安全问题.

标准模型下基于身份的认证密钥协商协议

由于在现实世界中无法实现随机预言模型,标准模型下可证安全的高效密码协议成为近年来的研究热点.现有的标准模型下可证安全的基于身份的认证密钥协商协议,要么以未经安全性证明的基于身份的加密方案为基础设计密钥协商协议,无法保证所提出密钥协商协议的安全性;要么在弱的安全模型中设计密钥协商协议,导致协议的安全性差.采用MTI协议族的思想,基于判定性q-ABDHE假设和判定性BDH假设,设计了一个新的基于身份的认证密钥协商协议IBAKA,并第1次在标准模型下证明该协议是eCK安全的.与现有的标准模型下基于身份的密钥协商协议相比,IBAKA协议的计算效率、通信效率等方面性能优越.

标准模型下可证安全的身份基认证密钥协商协议

提出一个在标准模型下可证安全的双方身份基密钥协商协议.新协议的设计思想来源于Gentry的身份基加密方案.提出的新协议可工作于托管或者无托管两种模式.在标准模型下(即不利用随机预言假设),文中给出了该协议的安全性证明.新提出的协议与目前现有仅在随机预言模型中证明安全的协议相比,在计算和通信效率方面相当.

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。

基于身份的认证密钥协商协议的安全分析与改进

对基于身份的标准模型下可证明安全的认证密钥协商协议进行安全性分析,发现恶意的密钥生成中心(PKG,private key generator)能计算出所有的会话密钥,即它在无会话密钥托管模式下不满足PKG前向安全性。因此,为满足无托管的要求,提出一个改进的基于身份的认证密钥协商协议,并在标准模型下证明其为安全的认证密钥协商协议。结果表明,改进后协议满足完善前向安全性和PKG前向安全性。

无双线性对的基于身份的认证密钥协商协议

鉴于目前大多数基于身份的认证密钥协商(ID-AK)协议需要复杂的双线性对运算,该文利用椭圆曲线加法群构造了一个无双线性对的ID-AK协议。协议去除了双线性对运算,效率比已有协议提高了至少33.3%;同时满足主密钥前向保密性、完善前向保密性和抗密钥泄露伪装。在随机预言机模型下,协议的安全性可规约到标准的计算性Diffie-Hellman假设。

高效的标准模型下基于身份认证密钥协商协议

在Waters的基于身份加密方案的基础上提出了一种高效的基于身份认证密钥协商协议,并在标准模型下证明了该协议的安全性.与目前已有的同类协议相比,该协议具有更高的效率和更弱的安全假设,并具有已知密钥安全和前向安全性等安全性质,同时能够抵抗未知密钥共享和密钥泄露伪装攻击.在该协议基础上,构造了防止用户密钥生成中心获取会话密钥的协议,以满足需要防止密钥托管的应用需求,并采用安全的消息认证码算法为该协议增加了密钥确认过程.

一种轻量级的动态化密钥协商的物联网身份认证协议研究

针对物联网在用户身份验证上存在的安全性问题,提出一种轻量级的动态化密钥协商的物联网身份认证协议(DLT)。该协议在用户进行登录验证上使用了时间戳值,这使得恶意攻击者不能使用早期的消息,可以防范重放攻击以及拒绝服务攻击;在认证和密钥协商阶段采用了用户、服务器、控制服务器三者之间的互相验证,并且在公共信道上对服务器密钥和随机值进行了分离处理,使得攻击者无法窃听到其他用户的安全信息。协议安全性分析及仿真对比结果表明,DLT协议相比对比协议具有更多的安全功能,可以防范多种网络攻击,并且协议的能量代价更低。

基于身份的移动互联网高效认证密钥协商协议

针对椭圆曲线中双线性对运算计算开销较大和PKI中证书管理的问题,利用基于身份的公钥密码算法和椭圆曲线加法群上的GDH困难问题,设计了一种高效安全的认证密钥协商协议,并在随机预言机模型下证明了协议的安全性。分析表明,该协议满足已知会话密钥安全性、完美前向安全性、抗临时密钥泄露攻击和抗会话密钥托管等安全属性,且能够在仅5次标量乘法运算后完成参与方之间的相互认证和会话密钥协商,具有较小的计算开销。