基于区块链的生物特征和口令双因子跨域认证与密钥协商方案

针对用户跨域访问数据资源的数据共享场景, 为了保证用户的身份合法性以及安全通信, 提出了一种基于区块链的生物特征和口令双因子跨域认证与密钥协商方案. 用户生物特征通过模糊提取技术转换为生物密钥和生物公开信息参与认证, 避免生物特征被泄露. 包含生物密钥和生物公开信息的用户身份信息存储在区块链账本中,保证身份信息一致以及...     

基于区块链技术的高效跨域认证方案

为解决现有公钥基础设施（PKI）跨域认证方案的效率问题,利用具有分布式多中心、集体维护和不易篡改优点的区块链技术,提出基于区块链技术的高效跨域认证方案,设计了区块链证书授权中心（BCCA）的信任模型和系统架构,给出了区块链证书格式,描述了用户跨域认证协议,并进行了安全性和效率分析。结果表明,在安全性方面,该方案具有双向实体认证等安全属性;在效率方面,与已有跨域认证方案相比,利用区块链不可篡改机制,使用哈希算法验证证书,能减少公钥算法签名与验证的次数、提升跨域认证效率。     

基于区块链和动态累加器的跨域认证方案

基于区块链的跨域认证利用区块链代替传统的CA机构颁发区块链证书,借助区块链的去中心化和透明性,实现了信任的去中心化;针对现有基于区块链的跨域认证存在着跨域认证效率不高,没有完整的证书管理功能、区块链存储证书开销大的问题,提出了基于区块链和动态累加器的跨域认证方案,设计了区块链证书格式,描述了跨域认证协议,将区块链证书信息映射为累加值,提升了验证效率,通过在智能合约中构建动态累加器,实现证书的注册,撤销和查询功能;实验结果表明,该方案能够有效降低区块链证书存储成本,提升跨域认证效率.     

基于改进PBFT算法的PKI跨域认证方案

为解决现有公钥基础设施跨域认证方案的效率问题,利用具有分布式和不易被篡改优点的区块链技术,提出基于联盟区块链的跨域认证方案。一方面,该方案对联盟链在传统实用拜占庭共识算法(PBFT)的基础上加入了节点动态增减功能;改进了主节点选举方式;将三阶段广播缩减为两阶段广播,减少了通信开销。另一方面,该方案设计了联盟链跨域认证协议,给出了区块链证书格式,描述了跨域认证协议,并进行了安全和效率分析。分析表明,在安全方面,该方案具有抵抗分布式攻击等安全属性;在效率方面,与已有跨域认证方案相比,该方案在计算开销上、通信开销上都有优势。     

基于联盟链的跨域认证方案

针对传统跨域认证易单点失效、过度依赖第三方等安全问题,提出了一种结合基于身份的密码（IBC,identity-based cryptography）体制与联盟链的跨域认证方案。通过设计包括实体层、代理层、区块链层、存储层在内的分层跨域认证架构,在跨域认证场景中引入联盟链,从而能够使两者较好地融合,增加了联盟链在跨域认证场景中的适应性。在存储层,设计摘要数据格式,将其存储于链上,摘要数据对应的完整数据存储于链下的星际文件系统,从而形成一种安全可靠的链上链下分布式存储方案,解决引入区块链后存在的链上存储受到限制的问题。提出一种基于永久自主权身份和临时身份的身份管理方案,解决结合IBC体制后身份难以注销和匿名身份难以监管的问题。在此基础上,设计完整的跨域全认证、重认证以及密钥协商协议以实现跨域认证流程。在安全性方面,使用 SVO 逻辑对认证协议进行分析,证明了跨域认证协议的安全性。通过仿真对计算负载性能、通信负载以及联盟链性能进行了测试与分析。分析表明,与相关方案相比,协议在满足安全性的同时,在服务端和用户端均有较好的计算负载表现。在通信效率上,相较于其他方案有不错的表现。通过联盟链工具对链上读写时延进行了测试,结果表明所提方案有良好的可用性。     

基于教育区块链与无证书签名的身份认证方案

针对当前教育资源共享安全性低和身份认证困难的问题, 提出了一种区块链技术与无证书签名相结合的可跨域身份认证方案, 将无证书签名技术的高安全性、无密钥托管问题等优点应用到区块链的分布式网络中, 实现了身份认证过程中用户安全、跨域认证、恶意用户可追溯、注册信息不可篡改. 首先, 基于教育区块链与无证书签名的身份认证方案是建...     

基于联盟链的PKI跨域认证模型

针对传统PKI体系结构导致的单点故障和多CA(certificate authority)之间互信困难等问题,设计一种基于区块链的PK I系统,将证书及证书操作记录在区块链上存储;设计基于联盟链的PK I跨域认证模型,对X.509证书进行适应性改进,产生区块链证书,提出跨域认证协议,通过模拟实验验证方案的可行性.验证结果表明,该方法降低CA体系对中心和根依赖的同时,跨域认证的效率得到了有效提高.     

基于身份密码系统和区块链的跨域认证协议

随着信息网络技术的快速发展和网络规模的持续扩张,网络环境中提供的海量数据和多样服务的丰富性和持久性都得到了前所未有的提升.处于不同网络管理域中的用户与信息服务实体之间频繁交互,在身份认证、权限管理、信任迁移等方面面临一系列安全问题和挑战.本文针对异构网络环境中用户访问不同信任域网络服务时的跨域身份认证问题,基于IBC身份密码系统,结合区块链技术的分布式对等网络架构,提出了一种联盟链上基于身份密码体制的跨信任域身份认证方案.首先,针对基于IBC架构下固有的实体身份即时撤销困难问题,通过加入安全仲裁节点来实现用户身份管理,改进了一种基于安全仲裁的身份签名方案mIBS,在保证功能有效性和安全性的基础上,mIBS性能较ID-BMS方案节省1次哈希运算、2次点乘运算和3次点加运算.其次,本文设计了区块链证书用于跨域认证,利用联盟链分布式账本存储和验证区块链证书,实现域间信任实体的身份核验和跨域认证.所提出的跨域认证协议通过安全性分析证明了其会话密钥安全,并且协议的通信过程有效地减轻了用户端的计算负担.通过真实机器上的算法性能测试,与现有同类方案在统一测试标准下比较,本文方案在运行效率上也体现出了明显的优势.     

基于多层区块链的跨域认证方案

针对现有集中式身份认证方式在物联网应用场景下管理成本高、异构信任域之间的证书管理困难以及跨域认证场景下多信任域难以互相信任的问题,提出了一种基于多层区块链的跨域认证方案.使用本地区块链来进行物联网应用场景下分布式的节点管理,使用公共区块链来进行区块链之间的跨链身份认证,设计了跨域认证协议.针对跨域访问时存在的多个管理域相互信任问题,提出了基于信任度评价的委托权益证明(DPOS)来评估节点的可信度.最后对跨域认证方案进行了安全和效率分析,分析表明该方案在保证较好安全性和有效性的基础上,提升了跨域认证的效率.     

一种基于区块链的大健康数据存储和共享模型

针对各类机构健康数据共享困难、用户隐私保护不力等问题,提出一种基于区块链的大健康数据存储和共享模型,实现居民健康数据的安全存储和共享.为了处理跨链交易数据,保证数据跨域流转过程中的安全性、完整性、一致性,提出基于联盟链的双链网络模型.其中,联盟链存储数据的hash摘要、存储地址、关键字密文;大健康联盟链存储数据跨域访问记录,并利用代理重加密技术对跨域数据进行重加密操作.为了防止节点共谋并提高共识效率和模型容错率,设计一种基于节点信誉的当值节点选择方案.通过安全性分析和仿真实验得出方案的安全性与高效性,证明其适用于大健康数据存储和共享模型.     

An effective biometric cryptosystem combining fingerprints with error correction codes

With the emergence and popularity of identity verification means by biometrics, the biometric system which can assure security and privacy has received more and more concentration from both the research and industry communities. In the field of secure biometric authentication, one branch is to combine the biometrics and cryptography. Among all the solutions in this branch, fuzzy commitment scheme is a pioneer and effective security primitive. In this paper, we propose a novel binary length-fixed feature generation method of fingerprint. The alignment procedure, which is thought as a difficult task in the encrypted domain, is avoided in the proposed method due to the employment of minutiae triplets. Using the generated binary feature as input and based on fuzzy commitment scheme, we construct the biometric cryptosystems by combining various of error correction codes, including BCH code, a concatenated code of BCH code and Reed-Solomon code, and LDPC code. Experiments conducted on three fingerprint databases, including one in-house and two public domain, demonstrate that the proposed binary feature generation method is effective and promising, and the biometric cryptosystem constructed by the feature outperforms most of the existing biometric cryptosystems in terms of ZeroFAR and security strength. For instance, in the whole FVC2002 DB2, a 4.58% ZeroFAR is achieved by the proposed biometric cryptosystem with the security strength 48 bits.     

基于RLWE的生物特征认证密钥交换协议

在后量子密码学中,针对密钥交换协议存在口令容易丢失以及难以实现相互认证的安全缺陷,提出了一个新的基于环上误差学习的生物特征认证密钥交换协议。该协议根据环上误差学习问题构造的密码体制具有密钥及密文尺寸短、运行效率高等优势,并采用生物特征和口令作为长期密钥,同时通过Peikert式错误协调机制从各自的环元素中协调出随机均匀的会话密钥,实现了服务器对客户的显式认证。性能分析结果表明,该方案可抵抗用户假冒攻击,安全属性更高,提高了通信效率。     

基于区块链技术的车联网高效匿名认证方案

针对车联网（IOV）中心化认证效率低和隐私保护差的问题，提出一种基于区块链技术的高效匿名认证方案。该方案基于IOV开放、自组织、快速移动的特点，利用区块链技术防篡改和分布式的特性来完成车辆临时身份的生成和区块链存储。车辆相互通信时，通过触发智能合约实现高效匿名的双向身份认证。实验结果表明，在认证效率上，与传统公钥基础设施（PKI）认证、假名授权身份认证相比，随着验证量的增加，所提方案的匿名身份认证的时延增长较慢，效率较高；在安全性能上，所提方案中存入区块链的临时身份具有不可篡改、不可否认、可追溯等特点。所提方案中，恶意车辆身份可回溯并进行权限控制，并且，公钥密码体制和数字签名技术保证了通信数据的保密性和完整性。     

无线体域网中具有生物特征的基于身份的访问控制方案

针对现有无线体域网(WBANs)中的安全和隐私性问题,为了充分利用生物特征的优势来确保WBANs内数据通信的安全性,首次提出了一种具有生物特征的基于身份的隐私保护技术,然后利用该技术在WBANs中提出了一种新的访问控制方法。在安全性方面,在随机预言机模型下是可证明安全的,并且具有机密性、认证性、完整性、不可否认性和匿名性;在性能方面,与现有方案相比,提出方案在计算开销和通信开销方面都具有优势。     

基于区块链技术的车联网高效匿名认证方案

针对车联网（IOV）中心化认证效率低和隐私保护差的问题,提出一种基于区块链技术的高效匿名认证方案。该方案基于IOV开放、自组织、快速移动的特点,利用区块链技术防篡改和分布式的特性来完成车辆临时身份的生成和区块链存储。车辆相互通信时,通过触发智能合约实现高效匿名的双向身份认证。实验结果表明,在认证效率上,与传统公钥基础设施（PKI）认证、假名授权身份认证相比,随着验证量的增加,所提方案的匿名身份认证的时延增长较慢,效率较高;在安全性能上,所提方案中存入区块链的临时身份具有不可篡改、不可否认、可追溯等特点。所提方案中,恶意车辆身份可回溯并进行权限控制,并且,公钥密码体制和数字签名技术保证了通信数据的保密性和完整性。     

Dual-key-binding cancelable palmprint cryptosystem for palmprint protection and information security

Biometric cryptosystems and cancelable biometrics are both practical and promising schemes to enhance the security and privacy of biometric systems. Though a number of bio-crypto algorithms have been proposed, they have limited practical applicability because they lack of cancelability. Since biometrics are immutable, the users whose biometrics are stolen cannot use bio-crypto systems anymore. Cancelable biometric schemes are of cancelability; however, they are difficult to compromise the conflicts between the security and performance. By embedded a novel cancelable palmprint template, namely “two dimensional (2D) Palmprint Phasor”, the proposed palmprint cryptosystem overcomes the lack of cancelability in existing biometric cryptosystems. Besides, the authentication performance is enhanced when users have different tokens/keys. Furthermore, we develop a novel dual-key-binding cancelable palmprint cryptosystem to enhance the security and privacy of palmprint biometric. 2D Palmprint Phasor template is scrambled by the scrambling transformation based on the chaotic sequence that is generated by both the user's token/key and strong key extracted from palmprint. Dual-key-binding scrambling not only has more robustness to resist against chosen plain text attack, but also enhances the secure requirement of non-invertibility. 2D Palmprint Phasor algorithm and dual-key-binding scrambling both increase the difficulty of adversary's statistical analysis. The experimental results and security analysis confirm the efficiency of the proposed scheme.