基于BST-PUF模型的轻量型认证与会话密钥交换协议

为解决现有PUF密钥交换协议存在的纠错机制复杂、辅助数据过大而导致的高开销问题,利用新提出的比特自检PUF电路（BST-PUF）设计了一种轻量型认证与密钥交换协议,在含有PUF的密码设备与服务器之间进行安全认证并建立共享会话密钥。协议能实现双向认证与可靠的密钥交换,抵抗篡改攻击、中间人攻击、DoS攻击、物理探测攻击与建模攻击等各种攻击技术。协议采用BST-PUF电路和鲁棒响应提取器来生成可靠的响应,取代传统PUF和纠错码组合,将可靠性标志F作为辅助数据用来恢复密钥,大幅降低纠错复杂性,减少辅助数据长度并提升PUF利用率。     

基于RRAM PUF的轻量级RFID认证协议

针对当前轻量级的射频识别（RFID）加密方案信息防护手段有限的问题,结合由阻变存储器（RRAM）构成的物理不可克隆函数（PUF）,提出了一种新型的轻量级RFID双向认证协议。利用多级响应加密机制实现阅读器与标签之间的安全认证处理。结合RRAM PUF模型,采用了特殊的纠错处理方法提高PUF响应的可靠性并阻止了信息泄露。此外添加了密钥更新机制和异常攻击标识,抵御了追踪攻击和去同步攻击等威胁。经仿真、分析和对比结果表明,该协议可以有效抵抗多种攻击手段,具有较高的安全性和较低的计算成本。     

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。     

无线传感器网络中一种安全的数据汇聚与认证协议

无线传感器网络的能量资源有限,用数据汇聚来最小化传输量是减少能耗的最重要的技术之一,但数据汇聚也带来了信息泄露的风险。提出了一种名为SEDAA的安全节能的数据汇聚和认证协议。将采集的数据映射成无物理意义的模式码,根据模式码进行数据汇聚,再将被选中的采集数据以加密形式传输,保证了数据的机密性;利用会话密钥进行延迟汇聚和延迟认证,保证了传感器节点数据的完整性和真实性;采用!TESLA协议对基站消息进行认证;采用计数器生成会话密钥保证了数据的鲜活性。SEDAA可以抵御植入节点攻击和重放攻击,可部分解决妥协节点攻击。     

一种强安全性的多密钥交换协议

当前的两方多密钥交换协议都不能抵抗临时密钥泄露攻击.针对该问题,基于双线性对提出一种新的两方认证密钥交换协议.协议中参与会话的2个用户通过一次会话可以生成4个不同的会话密钥.分析结果表明,该协议可以抵抗临时密钥泄露攻击,与已有同类协议相比,具有更强的安全性,能实现双向认证功能.     

面向云端的电子病历数据管理研究

信息技术和大数据的发展推动了医疗记录的信息化。在这样的背景下,电子病历（EMR）系统作为其中的代表,改变了医疗数据的管理模式,但也带来了诸如身份认证和隐私保护等问题。针对这些问题,提出了一个基于身份的可认证密钥协商协议,通过密钥协商服务器执行此核心协议得到的会话密钥将用来对数据进行加密处理,并由安全高效的签名算法保证数据的真实性,最终实现医疗数据的安全管理。在e-CK模型下,利用可证明安全理论证明了该方案具有完美的前向安全性,能够抵御未知密钥共享攻击和密钥泄露模仿攻击等。此外,通过隐式的认证算法,EMR方案中的核心密钥协商协议能够支持共享密钥的属性认证。     

WAPI实施方案中的密钥协商协议的安全性分析

利用Canetti-Krawczyk模型对WAPI实施方案中的单播密钥协商协议进行了分析,结果表明：如果所采用的椭圆曲线加密方案ECES能够抵抗适应性的选择密文（CCA2）攻击,那么该密钥协商过程就不提供完美前向保密性（PFS）的会话密钥安全（SK-secure）.在协议结束时该认证模型实现了用户STA和接入点AP相互的身份认证.相对于原国家标准,实施方案的安全性有了很大的提高.     

抗内部人攻击的安全组密钥分发协议

为了保障群组通信过程中的内容安全与成员的身份认证,需要一次性会话密钥对通信内容进行加密,密钥建立协议的主要任务是在群组通信开始前完成会话密钥的产生与分发,分为密钥协商协议与密钥传输协议。详细分析了Harn组密钥分发协议与Nam组密钥分发协议的安全漏洞,在Harn协议与Nam协议中,群组通信的成员可以获取其他成员的长期秘密数据,即协议无法抵抗内部人攻击。基于秘密共享理论,设计了安全的组密钥分发协议,能够有效抵抗内部人攻击与外部人攻击。     

认证协议中数据同步的分析

认证双方数据的同步是认证协议以及认证密钥交换协议的基本要求,但是在协议设计过程中难以把握且经常被忽视。对近年来可证明安全的一个RFID认证协议和一个RFID认证密钥交换协议以及可证明安全的一个移动卫星通信系统认证密钥交换协议进行了仔细分析,分别发现了针对这些协议的数据同步攻击,这些攻击破坏了协议的可用性。最后分别给出了改进方案,以克服存在的安全隐患。     

具有强匿名性的网关口令认证密钥交换协议

网关口令认证密钥交换协议允许用户和网关在服务器的协助下建立起一个共享的会话密钥,其中用户和服务器之间的认证通过低熵的口令来完成.已有的网关口令认证密钥交换协议对用户的匿名性研究不足.该文基于Diffie-Hellman密钥交换提出了具有强匿名性的网关口令认证密钥交换协议,并且在随机预言模型下基于标准的DDH假设证明了协议的安全性.新协议可以抵抗不可检测在线字典攻击并且计算效率高,安全性和计算效率都优于已有的同类协议.     

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,...     

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.     

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。     

基于SSL的Agent安全通信

Agent平台之间通过公共通信设施进行通信。Agent和通信服务协议自身不提供加密和签名等功能,这给Agent的通信带来了威胁。SSL是一种在客户端和服务器端建立安全通道的协议,通过对SSL协议的分析,认为SSL的加密套件与身份认证安全机制可以为Agent平台之间的通信提供安全通道,提出了将SSL协议架设在Agent平台之下通信协议之上的安全通信方案,给出了基于SSL协议的Agent通信代码,保证了Agent平台间的通信安全。     

基于PUF适用于大规模RFID系统的移动认证协议

针对移动射频识别系统中的安全问题,采用物理不可克隆函数研究适用于大规模RFID系统的移动认证协议。为解决移动RFID认证环境下读写器易遭受假冒攻击的问题,在Vaudenay模型中加入攻击者入侵读写器的能力,并通过服务器对读写器的身份认证来抵御攻击者的假冒攻击;为解决标签的运算能力不足问题和服务器搜索标签耗时长的问题,采用PUF生成会话密钥来减轻标签加密过程中的运算量,服务器通过共享密钥异或运算实现对检索标签和读写器身份标识的快速检索。利用Vaudenay模型理论,分析和证明了研究的协议可实现Destructive等级的隐私保护;仿真结果表明,PMLS协议中服务器的搜索耗时不随标签数目增长而加长,满足大规模移动RFID系统的应用要求。     

云计算中基于密文策略属性基加密的数据访问控制协议

云计算提供一种新兴的数据交互模式,实现了用户数据的远程存储、共享和计算。由于云计算的系统复杂性、网络开放性、资源集中性以及数据敏感性等特点,使得用户与云服务器的交互过程面临着严峻的安全威胁,成为云计算安全领域亟待解决的关键问题。文章首先介绍了云计算系统的系统组件、信任模型和攻击模型,针对云计算系统中的数据安全访问问题,提出了基于密文策略属性基加密的访问控制协议。该协议利用切比雪夫映射的半群特性实现了用户身份的合法性认证,并设计轻量级的属性加密算法实现用户数据的可靠性授权。同时,该协议主要引入身份认证、访问控制和前向安全性机制,实现用户身份真实性认证和数据可靠性访问。通过协议存储需求分析,表明该协议在数据属性集和密钥存储方面具有固定的存储空间需求,避免海量数据交互中用户存储空间的线性增长。通过分析,表明该协议具有较强的可靠性、灵活性和扩展性,适应于云环境中大规模数据交互的应用场景。     

普适环境下基于生物加密的认证机制

普适计算的出现对网络通信中的安全和隐私提出了新的挑战,传统的认证技术已经不能满足普适环境的安全需求。提出了一种普适环境中用于完成服务使用者与提供者之间双向认证及密钥建立的机制。该机制高度融合了生物加密技术和Diffie-Hellman密钥交换技术,在不泄露用户隐私的情况完成双向认证。该机制提供了安全的建立密钥的算法,并且通过使用生物加密技术实现了访问控制策略的区别对待。经分析证明,该协议能很好地抵抗各种攻击,尤其是拒绝服务（DoS）攻击。