异构无线网络中基于标识的匿名认证协议

针对异构无线网络中的认证协议的安全问题,提出一种基于CPK算法和改进的ECDH算法的双向认证和密钥协商协议,引入用户的临时认证身份和临时通信身份实现用户的身份匿名;提出采用临时通信身份有序对防止重认证过程中的重放攻击,并且在协议设计中规避了密钥泄漏带来的风险。分析表明该协议具有身份认证、会话密钥安全、匿名性等安全属性。     

基于身份认证的无线安全密钥交换

认证密钥协商使得通信双方在共享一个安全会话密钥的同时实现相互认证。针对无线网络,基于口令认证的密钥协商算法也许能降低系统资源开销,但通常不能有效抵抗字典攻击。针对无线设备的资源有限性,文中提出一种可证安全的、基于身份的、认证的密钥协商方案,所提出方案需要计算量少,能够抵抗冒充攻击并且满足密钥协商协议所要求的其它安全属性。     

无线局域网协议802.11安全性分析

本文从身份认证、通信的机密性、完整性和不可否认性方面对IEEE无线局域网协议802.11的安全机制进行分析,证明了该协议的安全机存在着严重的安全漏洞,实际上该协议的安全机制无法保障无线局域网的安全通信.本文还指出了实际中可能存在的攻击,针对文中提到的漏洞和可能受到的攻击,提出了相应的解决方案.     

一种改进的安全协议认证测试分析方法

认证测试方法是以串空间模型为基础的一种形式化分析方法。该方法在协议形式化分析过程中具有简洁、清晰等优点,然而,认证测试方法不能检测类型缺陷攻击,文中着力于研究认证测试方法的定义、输出测试定理、输入测试定理以及主动测试定理,以ISO/IEC9798-3协议的安全性分析为例指出认证测试方法的局限,在此基础上重新修改认证测试方法的相关定义,提出新的改进方案,新的认证测试方法扩大了认证测试理论的应用范围。     

协议组合逻辑安全的4G无线网络接入认证方案

针对4G无线网络中移动终端的接入认证问题,基于自证实公钥系统设计了新的安全接入认证方案,并运用协议演绎系统演示了该方案形成的过程和步骤,用协议组合逻辑对该方案的安全属性进行了形式化证明.通过安全性证明和综合分析,表明该方案具有会话认证性和密钥机密性,能抵御伪基站攻击和重放攻击,并能提供不可否认服务和身份隐私性,同时提高了移动终端的接入效率     

一种抗阻断攻击的多方密钥协商协议

 一个非认证的多方密钥协商协议不能对通信参与方和消息进行认证,它必须依赖认证的网络信道或其他的认证方法.分析了Horng在认证广播信道下提出的高效多方密钥协商协议,指出它不能抵抗内部恶意参与方发起的密钥协商阻断攻击,该攻击导致通信的其他诚实参与方不能正确计算出相同的共享密钥.提出了一种安全的多方密钥协商协议,在Horng协议中加入了消息正确性的认证方法,能够检测出组内恶意参与方,并在随机预言模型下证明了提出的协议能够抵抗密钥协商阻断攻击.     

Modbus TCP的安全机制研究与实现

针对Modbus TCP协议设计存在的安全问题,基于密码学原理提出一种安全的Modbus协议(Modbus-E协议):采用对称密钥和数字签名技术实现数据的保密性和可认证性,利用同步性原理和哈希函数的单向性原理保证数据的唯一性,通过"白名单"方法保证指令的可控性,最终在不增加通信过程的情况下实现安全通信。通过实验验证和分析,Modbus-E协议能够防止攻击者针对指令的认证类攻击、中间人攻击及重放攻击,与已有方法相比,该方法安全性更高,可以全面提高Modbus TCP通信的安全性。     

一种能抵抗协议攻击的脆弱水印

针对Wong提出的系列水印算法,本文给出了一种有效的协议攻击并提出了一种新的能够抵抗该协议攻击的脆弱水印算法.新算法将鲁棒性水印与脆弱性水印相结合来构造图像完整性和认证性水印.实验表明新算法不但能抵抗协议攻击,而且具有隐蔽性,能检测图像大小和像素值的改变,并能定位被改变的像素.此外,由于有了鲁棒性水印,增加了对版权的认证能力.     

基于有限条件攻击的安全测试方法

在网络战环境下,为了提高通信网络的抗攻击能力,需要对通信网络的安全性进行较全面的攻击测试。文中提出了基于有限条件攻击的安全测试方法,并设计了有限制条件攻击测试模型和算法。有限制条件攻击测试模型由攻击、目标、响应、条件四部分构成。基于该方法设计并实现了相应的原型攻击测试系统,并对GSM等无线网络进行了攻击测试,表明该方法可行、有效。     

基于生物特征标识的无线传感器网络三因素用户认证协议

为满足高安全级别场景（如军事、国家安全、银行等）的应用需求,进一步提高无线传感器网络用户认证协议的安全性,提出了基于生物特征识别的三因素用户认证协议.针对Althobaiti协议无法防御节点妥协攻击、模拟攻击、中间人攻击和内部特权攻击的安全缺陷,增加智能卡和密码作为协议基本安全因素,并利用生物特征标识信息生成函数与回复函数处理的生物特征标识作为附加安全因素;在密钥管理中,为每个节点配置了与网关节点共享唯一密钥,保证认证过程的独立性与安全性;实现用户自主选择与网关节点的共享密钥,提高公共信道通信的安全性;在网关节点不参与的情况下,设计密码和生物特征标识更新机制,保证二者的新鲜性.通过Dolev-Yao拓展威胁模型的分析与AVISPA的OFMC分析终端的仿真,结果证明该认证协议克服了Althobaiti协议安全缺陷,且对计算能力的需求小于公钥加密.权衡安全性与计算成本,该协议适用于资源受限且安全需求高的无线传感器网络应用.     

An improved mutual authentication protocol based on perfect forward secrecy for satellite communications

As the mobile network progresses fast, mobile communications have a far‐reaching influence in our daily life. In order to guarantee the communication security, a myriad of experts introduced many authentication protocols. Recently, Qi et al presented an enhanced authentication with key agreement protocol for satellite communications, and they proclaimed that their protocol could defend various attacks and support varied security requirements. Regrettably, in this paper, we prove that their protocol was fruitless in resisting smart card stolen or loss attack, supporting perfect forward secrecy and had a fundamental error. To solve these problems, we present an improved protocol based on perfect forward secrecy. In addition, the analysis of our improved protocol suggests that it gets possession of faultless security properties and overcomes the flaws in the protocol of Qi et al perfectly. Thus, our improved protocol can be appropriated for the mobile communications.     

基于聚合签名算法的DSR路由认证技术

分析了Ad Hoc网络中DSR按需路由发现原理及黑洞攻击原理,针对DSR路由协议面临的黑洞攻击问题,提出了一种基于JYH聚合签名算法的路由记录认证机制,新方案在DSR路由请求和路由应答消息中定义了路径证明属性,并设计了与之适应的输入签名算法和输出验证算法;最后,采用形式化逻辑SVO方法对该路由记录认证机制的安全性进行了分析。分析表明,提出的路由记录认证机制可以有效抵御针对DSR路由协议的黑洞攻击。     

一种泛在网络的安全认证协议

泛在网络是标准的异质异构网络,保证用户在网络间的切换安全是当前泛在网的一个研究热点。该文对适用于异构网络间切换的认证协议EAP-AKA进行分析,指出该协议有着高认证时延,且面临着用户身份泄露、中间人攻击、DoS攻击等安全威胁,此外接入网络接入点的有效性在EAP-AKA协议中也没有得到验证,使得用户终端即使经过了复杂的认证过程也不能避免多种攻击。针对以上安全漏洞,该文提出一种改进的安全认证协议,将传统EAP-AKA的适用性从3G系统扩展到泛在网络中。新协议对传播时延和效率进行完善,为用户和接入点的身份信息提供有效性保护,避免主会话密钥泄露,采用椭圆曲线Diffie Hellman算法生成对称密钥,在每次认证会话时生成随机的共享密钥,并实现用户终端与家乡域网络的相互认证。通过开展实验,对协议进行比较分析,验证了新协议的有效性及高效率。     

一种RFID系统的Tag-Reader双向安全认证协议

为了保证RFID系统的信息安全,本文在分析现有RFID认证协议的基础上,提出一种基于Grain-Mac流密码加密算法的双向安全认证协议,采用流密码和密钥动态更新的方法实现了标签与阅读器的双向认证。仿真结果表明,该协议成本低、效率高、安全性好,且能够有效抵抗拒绝服务攻击,达到了预期的效果。     

Two-factor ( biometric and password) authentication keyexchange on lattice based on key consensus

In the post-quantum era, the password-based authentication key exchange (PAKE) protocol on lattice has the characteristics of convenience and high efficiency, however these protocols cannot resist online dictionary attack thatis a common method used by attackers. A lattice-based two-factor ( biometric and password) authentication keyexchange (TFAKE) protocol based on key consensus (KC) is proposed. The protocol encapsulates the hash valueof biometric information and password through a splittable encryption method, and compares the decapsulatedinformation with the server's stored value to achieve the dual identity authentication. Then the protocol utilizes theasymmetric hash structure to simplify the calculation steps, which increases the calculation efficiency. Moreover,KC algorithm is employed in reducing data transmission overhead. Compared with the current PAKE protocol, theproposed protocol has the characteristics of hybrid authentication and resisting online dictionary attack. And itreduces the number of communication rounds and improves the efficiency and the security of protocol application.     

A Provably Secure Multi-server Based Authentication Scheme

With the rapid growth of electronic commerce and demand on variants of Internet based applications, the system providing resources and business services often consists of many servers around the world. So far, a variety of authentication schemes have been published to achieve remote user authentication on multi-server communication environment. Recently, Pippal et al. proposed a multi-server based authentication protocol to pursue the system security and computation efficiency. Nevertheless, based on our analysis, the proposed scheme is insecure against user impersonation attack, server counterfeit attack, and man-in-the-middle attack. In this study, we first demonstrate how these malicious attacks can be invoked by an adversary. Then, a security enhanced authentication protocol is developed to eliminate all identified weaknesses. Meanwhile, the proposed protocol can achieve the same order of computation complexity as Pippal et al.’s protocol does.     

基于智能卡的轻量级非平衡型口令认证方案

智能卡与口令相结合的身份认证方式既可保留使用强密钥优势,又具有使用方便的特点,是一种理想的安全双因子认证方式。当前许多公开的口令认证方案,要么需要较强的计算环境而难于采用智能卡快速实现,要么不能抵抗离线口令猜测攻击或服务端内部攻击而存在安全缺陷。提出一种非平衡型口令认证方案,基于智能卡和用户口令双因子设计,具有简便高效、口令安全、双向认证特点,能够抵御离线口令猜测攻击和服务端内部攻击,可用于满足设备开机时的安全认证需求。     

A lightweight anonymous two‐factor authentication protocol for wireless sensor networks in Internet of Vehicles

Internet of Vehicles (IoV), as the next generation of transportation systems, tries to make highway and public transportation more secure than used to be. In this system, users use public channels for their communication so they can be the victims of passive or active attacks. Therefore, a secure authentication protocol is essential for IoV; consequently, many protocols are presented to provide secure authentication for IoV. In 2018, Yu et al proposed a secure authentication protocol for WSNs in vehicular communications and claimed that their protocol could satisfy all crucial security features of a secure authentication protocol. Unfortunately, we found that their protocol is susceptible to sensor capture attack, user traceability attack, user impersonation attack, and offline sink node's secret key guessing attack. In this paper, we propose a new authentication protocol for IoV which can solve the weaknesses of Yu et al's protocol. Our protocol not only provides anonymous user registration phase and revocation smart card phase but also uses the biometric template in place of the password. We use both Burrow‐Abadi‐Needham (BAN) logic and real‐or‐random (ROR) model to present the formal analysis of our protocol. Finally, we compare our protocol with other existing related protocols in terms of security features and computation overhead. The results prove that our protocol can provide more security features and it is usable for IoV system.     

WSNs中基于秘密共享的身份认证协议

身份认证是无线传感器网络安全的第一道屏障。针对现有无线传感器网络中的身份认证协议的效率和安全问题,基于Shamir门限秘密共享方案提出一种低功耗的身份认证协议。在不降低网络安全性的前提下,通过多个已认证节点对新节点进行身份认证,能够有效的降低认证过程中的计算量。认证过程中使用单向散列函数对通信数据进行加密并且运用时间戳机制抵御重放攻击。分析结果表明协议具有低功耗的特点,并且能够抵御窃听攻击、重放攻击以及少数节点被俘虏的攻击。