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。

可证明安全的基于身份的认证密钥协商协议

提出了一种具有私钥产生中心(private key generator,PKG)前向安全性的基于身份的认证密钥协商协议,协议中给出了一种利用用户双方的长期私钥和临时私钥联合计算共享密钥的方法.在标准模型下证明了协议的安全性,并且分析得出,即使攻击者能够同时获得双方的临时私钥或同时获得双方的长期私钥,共享密钥仍然是安全的.性能分析表明,该协议较好地平衡了计算复杂度和安全性这两个协议评价指标.

高效的基于身份的认证密钥协商协议

王圣宝等(王圣宝,曹珍富,董晓蕾.标准模型下可证安全的身份基认证密钥协商协议.计算机学报,2007,30(10):1842-1854)提出的标准模型下可证明安全的基于身份的认证密钥协商协议不具有私钥产生中心(PKG)前向安全性。针对该安全缺陷,提出了一种新的基于身份的认证密钥协商协议,协议中给出了一种利用用户私钥和临时秘密信息联合计算共享秘密的方法,并在标准模型下证明了协议的安全性。与已有协议相比,新协议具有较高的执行效率。同时提出了一种PKG与用户共同协商私钥的方法,即用户的私钥由用户产生的部分秘密信息以及PKG的系统主密钥共同生成,从而有效解决了基于身份的认证密钥协商协议的PKG前向安全性问题。

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.

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。

标准模型下增强的基于身份的认证密钥协商协议

密钥抽取是密钥协商协议的一个重要环节,该文指出2007年王圣宝等人提出的标准模型下基于身份的认证密钥协商协议在该环节存在重要缺陷;并根据密钥抽取函数的不同功能,将标准模型下密钥抽取细化为随机提取和密钥抽取两个步骤,并基于Kiltz等人提出的基于身份的加密方案,设计了一个新的认证密钥协商协议IBAKE,其安全性证明规约更严谨,协议执行效率更高。

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。

动态对等群上的基于身份的认证密钥协商协议

针对DB08协议(Dutta和Barua的动态群密钥协商协议)不满足密钥独立性的缺陷,利用SK(Sakai和Kasahara)的密钥构造方法,提出了一个动态对等群上的基于身份的认证密钥协商协议.在新协议中计算子密钥时,利用Hash运算和增加会话标识,来避免不同会话中子密钥的关联性,因此新协议满足密钥独立性.同时新协议满足完善的前向安全性、主密钥前向安全性,以及抗主动和被动攻击等安全性.与DB08协议相比较,新协议大大降低了计算开销和通信开销,因此更适用于动态的对等网络.

标准模型下基于身份的认证密钥协商协议

目前的大多数认证密钥协商协议安全属性不全面,且多数只能在随机预言模型下证明安全性,为此提出一种基于身份的认证密钥协商协议,具备抗密钥泄露伪装攻击、完全前向安全性、未知密钥共享安全等所有必要的安全属性。在标准模型下将协议的安全性规约到判定性q-ABDHE数学困难假设,协议对比结果表明,该协议的计算效率有所提高,安全性更强。

一种新的基于身份的认证密钥协商协议

设计一种能够提供PKG前向安全的基于身份的认证密钥协商协议,在标准模型中证明其具有已知密钥安全、完美前向安全、抗密钥泄露伪装攻击等安全特性。该协议的安全性建立在BDDH假设的基础上,与安全性建立在其他困难问题基础上的同类协议相比,其运算效率相当,安全性更高。

不需双线性对的基于身份的认证密钥协商协议

认证密钥协商协议是一个非常重要的密码学概念,可以用来确保数据的保密性和完整性。通过在密钥协商中加入隐式认证,可以使得用户确认只有其指定方才能完成与其的密钥协商,从而避免传统密钥协商协议的中间人攻击。目前大部分认证密钥协商协议使用了双线性对,但双线性对的计算效率较低,因此研究并设计不使用双线性对的认证密钥协商协议一直是一个研究的热点。尽管一些学者提出了一些方案,但是这些方案构造仍显复杂,为了提高协议的运行效率,文章研究并提出了一种基于身份的认证密钥协商协议,协议不使用双线性对,同时协议构造简单,安全性好。在e CK模型下,将协议的安全性规约到CDH数学困难假设,形式化地证明了协议的安全性。最后通过协议对比,表明文章提出的协议运行效率更高,安全性更好。

基于身份的认证密钥协商协议密码分析

认证密钥协商协议是一种重要的密码学原语。该文分析一种基于身份的认证密钥协商协议,并在Bellare-Rogaway-93模型下进行安全证明。在允许攻击者进行Reveal询问时,指出该协议的不安全性。研究结果发现,该协议不能抵抗密钥泄露伪装攻击。

一种适用于基于身份的认证密钥协商的逆向防火墙协议

基于身份的认证密钥协商允许两方或者多方在不安全信道上建立安全的会话密钥。目前的认证密钥协商协议无法抵抗导致随机数泄露的后门攻击,比如已知特定于会话的临时攻击。基于此,我们设计了一种适用于基于身份的两方认证密钥协商的逆向防火墙协议。该协议在随机预言机模型下是安全的,能够抵抗强的临时会话秘密值泄露攻击,提供了消息抗泄露性。同时该协议不使用双线性对,节省了系统运行时间。最后,利用JPBC库实现了该协议。实验结果表明了该协议与同类型的协议相比,具有较小的带宽和较短的运行时间,十分适合应用于资源受限的系统中。

一种改进的双线性对的双向基于身份的认证密钥协商协议

使用对的双向认证密钥协商协议已经在密码领域得到了广泛的关注,过去提出的一些这种类型的协议大多数是有缺陷的,这导致了协议被攻击或者无法保证其安全性。在本文中,我们利用一种签名方案的变体,提出了一种有效的、使用线性对的且基于身份的认证密钥协商协议,并证明了其安全性。此外,和现有的一些协议相比,我们所给出的协议更安全有效。

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。

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。

智能家居网络下基于多因子的认证密钥协商方案

智能家居网络通过物联网技术将智能设备相连,用户可以远程查看和控制家居设备,但信息在不安全的公共网络上传输将面临各种网络威胁,因此研究和设计安全高效且符合智能家居网络的认证密钥协商协议非常必要。2020年,WAZID等人针对智能家居网络提出轻量级认证密钥协商方案(Wazid-Das方案),经过安全性分析和证明后发现,该方案过于依赖智能家居网关节点(Gateway Node,GWN),系统健壮性不高;该方案将用户和设备密钥存储在GWN中,但GWN面临特权攻击和各种外部网络攻击,并不绝对安全,且没有考虑用户的访问控制。文章在Wazid-Das方案的基础上针对智能家居网络提出一种基于切比雪夫映射(Chebyshev Chaotic Map)和安全略图(Secure Sketch)的多因子认证密钥协商方案。安全性证明和仿真实验结果表明,该方案虽然计算开销有所增加,但安全性显著提高,且通信开销大幅降低。

5G车联网中安全高效的组播服务认证与密钥协商方案

5G车联网(5G-V2X)中,内容提供者通过以点对多的传输方式向属于特定区域的一组车辆提供服务消息。针对于车辆获取组播服务遭受的安全威胁与隐私泄露问题,该文提出一种认证和密钥协商方案用于内容提供者与车辆之间的组播服务消息传输。首先,采用无证书聚合签名技术批量验证群组内所有车辆,提高了认证请求的效率。其次,基于多项式密钥管理技术实现安全的密钥协商,使得非法用户或核心网络无法获取共享会话密钥。最后,实现了群组内车辆的动态密钥更新机制,当车辆加入或离开群组时,内容提供者只需要发送1条密钥更新消息即可更新会话密钥。基于形式化验证工具和进一步安全性分析表明,所提方案可以保证匿名性、不可链接性、前向和后向安全性以及抗共谋攻击等安全需求。与现有方案相比,计算效率提高了约34.2%。

面向车联网通勤的双阶段认证密钥协商协议

针对通勤车辆在车联网中向路边单元(RSU)获取服务的安全与效率问题,提出了一种双阶段的认证密钥协商协议。在初始认证阶段,利用车辆、RSU和可信机构(TA)间协商的3个独立会话密钥,保障2个实体间传输的隐私不被第三方实体窃取。在快速认证阶段,车辆和RSU间利用车辆旅行时间表高效地完成相互认证。协议支持车辆匿名与匿名追溯,且能防止通勤路线等隐私泄露。此外,通过随机预言机证明了协议的安全性。仿真结果表明,在典型通勤场景下,所提方案比同类方案降低了59.35%的计算开销和44.21%的通信开销。