一种增强的移动互联网身份基认证密钥协商协议

针对双线性对运算耗时较多和PKI证书管理负担重的问题,王真等人提出基于身份的移动互联网高效认证密钥协商协议(通信学报,2017年第8期),但该协议不能抵抗临时私钥泄露攻击,不具备eCK安全性。为此,提出一种不使用双线性对运算的身份基认证密钥协商协议,并在GDH假设和随机预言机模型下,证明其具备eCK安全性。分析结果表明,该协议密钥协商阶段仅需4个椭圆曲线点乘运算,与CKD-10、XW-12、WML-17等协议相比效率较高,单轮通信次数和计算代价较少,适用于移动互联网环境。     

基于身份加密的可认证密钥协商协议

密钥协商是安全通信的重要环节,通过密钥协商协议可在通信节点之间建立共享会话密钥,以便实现网络中的安全通信。在物联网环境下,文章提出的密钥协商协议是在基于身份的可认证密钥协商基础上的无双线性对的可认证密钥协商协议。该协议主要包括3个部分：初始化、参数提取和密钥协商。与利用双线性对的密钥协商协议相比,该协议不仅提供了相同层次的安全性与可扩展性,且在能量开销、时间开销和计算复杂度方面具有明显的优势。     

无双线性对的无证书隐式认证及密钥协商

由于对运算的计算量较大,且现有无双线性对的密钥协商协议存在会话临时秘密值泄露安全缺陷,提出一种无需对运算的无证书隐式认证和密钥协商协议,在随机预言机模型下证明了新协议的安全性。新协议基于椭圆曲线上的CDH假设,仅需要三次椭圆曲线上的点乘运算,计算开销低于同类型其他协议。新协议采用隐式认证方式避免了现有方案中存在的会话临时秘密值泄露安全缺陷。     

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。     

面向Ad Hoc网络的无证书认证组密钥协商协议

安全和效率是影响无证书认证组密钥协商协议能否在Ad Hoc网络中得到实际应用的两个关键因素。针对这两个关键因素，以提高Ad Hoc网络安全组通信的安全性和效率为目标，提出一个无证书认证组密钥协商协议，基于椭圆曲线密码体制（ECC）点乘运算实现无配对的无证书认证组密钥协商和身份认证；并使用Huffman密钥树优化通信轮数，以降低计算量和通信量，提高组密钥协商效率。安全分析和性能分析表明，与现有基于无证书的组密钥协商协议相比，所提方案在组密钥协商时具有较高的效率和安全性，可以满足资源受限条件下组密钥建立以及组成员变动带来的密钥更新问题。     

基于无证书的可认证组密钥协商协议

文中基于多线性表的性质,综合椭圆曲线上离散对数问题,提出一个新的基于无证书的多方密钥协商方案.新协议避免了传统的基于证书的方案中复杂的证书管理问题,解决了基于身份的组密钥协商方案中固有的密钥托管问题,实现了对通信各方的身份认证,有效防止了主动攻击.最后,通过计算验证了会话密钥的一致性,采用应用Pi演算对协议进行形式化分析验证了协议的安全性.和其它可认证组密钥协商协议相比,新方案用较小的计算开销换取了协议的更强安全性,协议的实用性大大增强     

无双线性对的无证书两方认证密钥协商协议

鉴于双线性对运算复杂度较高,不适用于移动通信环境,提出新的无双线性对的基于无证书的两方认证密钥协商协议。新协议解决了基于身份的公钥密码方案中固有的密钥托管问题,实现了对通信双方的身份认证,采用非双线性对运算,极大地降低了计算开销。通过分析协议的正确性,采用Applied Pi演算对协议进行形式化分析,借助ProVerif工具验证了协议的安全性和认证性。与其他两方密钥协商协议相比,新方案具有更好的安全性和效率。     

可证明安全的无双线性对无证书可信接入认证协议

提出一种无双线性对无证书的WLAN可信接入认证协议CTAPwoP.该协议以可信网络连接架构的基本思想为基础,将平台身份认证和平台完整性校验与用户身份认证过程巧妙结合,使得新协议仅需3轮交互就能实现站点(station,STA)与接入点(access point,AP)之间的双向身份认证和单播会话密钥的协商,同时实现AS对STA的平台身份认证和平台完整性校验.为进一步提高性能,该协议利用椭圆曲线上的点乘运算替换了传统无证书公钥密码体制中复杂的双线性对运算.安全性分析表明,该协议在高安全强度的eCK(extended Canetti-Krawczyk)模型下是安全的;性能分析表明:与IEEE802.11i的接入认证方案相比,该协议在计算开销和通信负载方面性能优势明显.     

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。     

无双线性对无证书两方跨域认证密钥协商协议

针对双线性对运算复杂度较高,计算开销较大,提出了新的无双线性对无证书的两方跨域认证密钥协商协议。该协议解决了传统的基于身份的密码体制中固有的密钥托管问题,实现了跨域通信双方的身份验证,采用无双线性对运算,极大地降低了计算开销。在保证协议正确性的基础上,采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,并验证了协议的认证性和安全性。与其他跨域两方认证密钥协商协议性能相比,该协议达到应具备的安全性的同时,其效率更优。     

一种面向低轨卫星网络的高效无证书身份认证方案

针对现有低轨卫星网络认证方案采用集中认证方式存在认证时延大和采用复杂的双线性映射存在计算开销大的问题。引入无证书认证模型,在Gayathri方案的基础上;设计了一种高效无证书认证方案。该方案将用户的公钥和真实身份统一起来,使得认证过程中不需要第三方参与,降低了认证时延;通过椭圆曲线上少量点乘和点加运算构建认证消息,避免使用双线性映射,降低了计算开销;并在随机预言模型下,基于椭圆曲线离散数学对问题假设,对其安全性进行了证明。最后,通过实验仿真,与现有低轨卫星身份认证方案相比,所提方案的认证时延、计算开销和通信开销较低。     

基于无证书密钥协商的Kerberos改进协议

Kerberos认证协议容易遭受口令攻击和重放攻击,且需要2次双线性对运算、2次指数运算和1次椭圆曲线上的点乘运算,计算量大。为此,利用高效的无证书密钥协商对Kerberos协议进行改进。用户与认证服务器之间通过使用无证书签密技术抵抗伪造攻击。分析结果证明,改进协议符合密钥协商的6个基本安全要求,满足已知密钥安全性、完美前向安全性、抗未知密钥共享安全性、密钥不可控性、已知会话临时信息安全性,能抵抗口令攻击、重放攻击、中间人攻击及密钥泄漏伪装攻击,并且仅需3次点乘运算,具有较高的效率。     

动态协作对等组中一种新的组密钥协商协议

动态协作对等组自身的特征使其安全机制面临着严峻的挑战。密钥协商机制则是构建安全的动态协作对等组的核心技术。提出了一种两方Weil对密钥协商协议(A-WGKA2),可以通过较少的步骤同时实现节点之间的密钥协商和认证。该协议具备如下性质：前向安全性;抵抗未知密钥共享;部分密钥泄露的安全性;抵抗密钥控制;抵抗使用泄露的密钥进行假冒攻击。在A-WGKA2协议的基础上,进一步提出了一个新的适用于动态协作对等组的组密钥协商协议(A-WGKAn)。该协议在具有较低的计算和通信开销的同时,实现了节点之间的相互认证,适用于动态协作对等组。     

VANET中基于无证书环签密的可认证隐私保护方案

针对车载自组织网络(Vehicular ad-hoc Network,VANET)中车辆用户隐私信息保护和通信消息传输安全的问题,提出了一种可认证的无证书环签密方案。车辆通过可信机构生成的伪身份通信,有且仅有可信机构可以根据车辆节点的原始注册信息和追踪密钥确定消息发送车辆的真实身份,保证了通信的匿名性和对恶意车辆身份的可追踪性;消息发送车辆和接收车辆基于所构建的可认证环签密模型分别执行签密和解签密算法,实现了签密车辆身份和所发送消息的可认证;在随机预言模型下证明了所提方案具有机密性和不可伪造性。将所提的隐私保护方案与现有的VANET隐私保护方案进行安全性能的比较,证明了所提方案的机密性、可认证性和可追踪性等安全性较完善。通过列表比较了所提方案中环签密和解签密算法中各项运算的数量。将两种算法中双线性运算和标量乘运算的开销之和作为所提方案的计算开销,列表并进行数值分析。仿真实验基于Intel I7、3.07 GHz的硬件平台和MATLAB软件。结果表明,所提方案的计算开销远小于其余3个方案。当车辆数量增大到适用范围的上限100时,所提方案的计算开销仍小于150 ms。因此,该隐私保护方案满足了安全性和即时通信的要求,尤其适用于城市交通系统。     

基于区块链与国密SM9的抗恶意KGC无证书签名方案

无证书密码体制能同时解决证书管理和密钥托管问题,但其安全模型中总是假设TypeⅡ敌手（恶意密钥生成中心（KGC））不会发起公钥替换攻击,这一安全性假设在现实应用中具有一定的局限性。国密SM9签名方案是一种高效的标识密码方案,它采用了安全性好、运算速率高的R-ate双线性对,但需要KGC为用户生成和管理密钥,存在密钥托管问题。针对以上问题,基于区块链和国密 SM9 签名方案提出一种抗恶意KGC无证书签名方案。所提方案基于区块链的去中心化、不易篡改等特性,使用智能合约将用户秘密值对应的部分公钥记录在区块链上,在验签阶段,验证者通过调用智能合约查询用户公钥,从而保证用户公钥的真实性。用户私钥由KGC生成的部分私钥和用户自己随机选取的秘密值构成,用户仅在首次获取私钥时由KGC为其生成部分私钥来对其身份标识符背书。随后可以通过更改秘密值及其存证于区块链的部分公钥实现私钥的自主更新,在此过程中身份标识保持不变,为去中心化应用场景提供密钥管理解决方法。区块链依靠共识机制来保证分布式数据的一致性,用户部分公钥的变更日志存储在区块链中,基于区块链的可追溯性,可对恶意公钥替换攻击行为进行溯源,从而防止恶意KGC发起替换公钥攻击。基于实验仿真和安全性证明结果,所提方案签名与验签的总开销仅需7.4 ms,与同类无证书签名方案相比,所提方案能有效抵抗公钥替换攻击,且具有较高的运算效率。     

物联网环境下移动节点可信接入认证协议

无线传感器网络（WSN）中的移动节点缺乏可信性验证,提出一种物联网（IoT）环境下移动节点可信接入认证协议。传感器网络中移动汇聚节点（Sink节点）同传感器节点在进行认证时,传感器节点和移动节点之间完成相互身份验证和密钥协商。传感器节点同时完成对移动节点的平台可信性验证。认证机制基于可信计算技术,给出了接入认证的具体步骤,整个过程中无需基站的参与。在认证时利用移动节点的预存的假名和对应公私钥实现移动节点的匿名性,并在CK（Canetti-Krawczyk）模型下给出了安全证明。在计算开销方面与同类移动节点认证接入方案相比,该协议快速认证的特点更适合物联网环境。     

新的单轮无证书群认证密钥协商协议

群认证密钥协商协议可以使多个参与者在公开信道中建立会话密钥。提出了一种高效的基于PKC的无证书群认证密钥协商协议,由于采用了无证书机制,简化了基于证书的协议中复杂的证书管理问题,同时也解决了基于身份的协议中密钥托管问题。还对新协议进行了严格的形式化证明和计算量的横向比较,结果显示,新协议是安全且高效的。     

一个强安全的无证书密钥协商协议的安全性分析与改进

Yang和Tan提出一个不需要双线性对的无证书密钥协商协议,并声称该协议满足前向安全性,即双方参与者的私钥和临时秘密信息不全部泄露,敌手就无法获得双方参与者协商的会话密钥。给出一种攻击方法:敌手只要得到一个参与者的私钥和另一个参与者的临时秘密信息,就可以获得双方已经协商的会话密钥。针对此缺陷,对协议做了改进,在改进协议中,双方参与者的私钥和临时秘密信息互相交织在一起,因而能抵抗上述攻击。