计算机分布式环境中的认证与密钥分配研究

根据网络和计算机分布式环境的特点,采用单钥算法和公钥算法相结合的方法设计了认证与密钥分配协议,协议采用单钥密码算法设计域内认证与密钥分配协议,而采用公钥密码算法实现域间认证和密钥交换,简化了系统的密钥管理问题,为了保证公钥的真实性,文章提出了一种适合计算机分布式环境的,可在全球扩展的分层次公钥分配架构,协议中用户采用公钥算法进行联网初始登录,代替键入口令,有效地防止口令猜测和重放攻击。     

基于自验证公钥的3G移动通信系统认证方案

鉴于单钥密码体制存在密钥管理困难和不能提供防抵赖功能的缺陷,在第三代（3G）移动通信系统中,基于公钥体制的认证方法得到越来越多的重视。为提高单钥体制认证方案的安全性,并改进现有公钥认证协议在性能上存在的缺陷,文章提出了一种高效的基于自验证公钥的认证方案。该方案包含PKBP（公钥广播协议）和SPAKA（基于自验证公钥的认证及密钥交换协议）。其中,PKBP可使移动设备（ME）抵抗伪基站攻击并避免鉴别VLR（拜访位置寄存器）证书的合法性;而SPAKA可在无须传送公钥证书的前提下完成ME和VLR的相互认证及会话密钥协商。与现有公钥认证协议相比,PKBP和SPAKA减少了ME的数据传输量和在线计算量,获得了单钥认证协议所不能达到的安全目标和可扩展性,并可在特定场合实现对ME通话的可控、合法监听,满足国家安全部门的需求．因此,该方案很适合于支持3G系统的全球移动性和通信安全性．     

一种混合密码体制的认证协议及分析

提出了一种混合密码体制的认证和密钥交换协议。在注册阶段,用户和钥管理中心间采用公钥密码建立联系,而在用户间认证及密钥交换阶段是采用对称密码体制,新协议在具有比Ｄｉｆｆｉｅ－Ｈｅｌｌｍａｎ协议有更快速度的同时取得了比Ｋｅｒｂｅｒｏｕｓ协议更高的安全性。最后,动用ＢＡＮ逻辑对该协议进行了分析。     

基于自验证公钥的跨域口令认证密钥协商协议

结合自验证公钥密码学和口令构造了一个用户可以直接通信的跨域口令认证密钥协商协议。域服务器通过口令认证实现对域内用户的认证, 并与对方域服务器一起协助用户完成认证和密钥协商。该过程中, 域服务器不能获取关于会话密钥的任何信息, 且各参与方之间能够实现相互认证。与同类协议相比, 该协议需要较小的计算和通信代价, 并能抵抗字典攻击和未知会话密钥共享攻击。     

基于证书签密的IPv6网络跨域认证协议

为了解决IPv6网络互连过程中基于身份认证的域内用户与基于无证书认证的域内用户之间进行跨域认证和密钥协商的问题,提出了一种随机预言机模型下可证明安全的基于证书签密的认证方案,设计了一种IPv6网络跨域认证协议并对其安全性和效率进行了分析。结果表明,在安全性方面,该协议具有完美向前保密和双向实体认证等安全属性,满足了认证的安全需求;在效率方面,与同类协议相比,该协议无须进行公钥加/解密运算,也不受同步环境的限制,只需五条消息就能实现跨域认证,计算开销和通信开销都相对较小。     

基于PKI体系的跨域密钥协商协议

基于口令的跨域密钥协商协议和Kerberos协议无法抵抗口令猜测攻击,在金融、航天等通信安全需求高的场所,需要一种更有效的协议来保证通信安全。给出一种新的基于PKI体系的跨域密钥协商协议,采用公钥算法保证数据传输的安全,结合使用Diffie-Hellman协议生成会话密钥。协议有效地解决了利用预置共享密钥参与加/解密实施中间人攻击,以及Kerberos弱口令导致的攻击者可以实施口令猜测攻击的问题。跨域通信的公钥信息仅存储在各自域认证服务器,域内用户不需要配置跨域服务器的公钥信息,降低了配置复杂度、域内用户和域认证服务器之间密钥管理的复杂性,同时提高了域服务器鉴别身份的能力和信息机密性,使其免疫多种攻击,具有良好的前向安全性和扩展性。     

改进的跨域口令认证密钥交换协议

描述一个跨域口令认证密钥交换协议,在其基础上对跨域C2C-PAKE协议的安全模型进行改进。通过引入公钥密码体制,结合离散对数高可靠等特点,提出改进的跨域口令认证密钥交换协议。该协议步骤简单,具有语义安全性、密钥保密性,实现了服务器与用户之间的双向认证,能对抗不可检测在线字典攻击等常见攻击。安全性分析表明该协议是安全有效的。     

基于公钥体制的3GPP认证与密钥协商协议

对比了第三代移动通信系统中的认证与密钥协商协议,分析了第三代合作伙伴计划(3GPP)最新发布的系统架构演进(SAE) Re1ease 8标准的认证与密钥协商协议,指出了协议中存在的几个安全缺陷。针对协议的安全缺陷,结合公钥密码体制提出一种改进的3GPP SAE认证与密钥协商协议。改进协议利用公钥加密机制保护用户身份信息和网络域的用户认证向量,采用动态随机数方式生成本地认证中需要的密钥。对改进协议进行安全和效率分析的结果表明,该协议可以有效解决上述安全缺陷,能以较少的资源开销获取安全性能的提升。     

自认证公钥的无线传感器网络密钥协商协议

自认证公钥密码不需要证书管理,不存在密钥托管问题,非常适用于资源受限的无线传感器网络.但现有的自认证公钥传感网密钥协商协议存在安全性低和能量消耗大的缺点.首先分析并指出Yoon等人提出的协议不能抵抗密钥泄漏伪装攻击;然后采用MTI协议族的"隐式认证"的思想,基于椭圆曲线Diffie-Hellman假设,设计了一个新的基于自认证公钥体制的认证密钥协商协议WSN-AKA.该协议是第1个可证明安全的传感器网络自认证公钥体制密钥协商协议.与现有协议相比,该协议不仅安全性更高,而且因其密钥协商只需两次消息传递,其通信效率也最高而能耗最少.     

网络和分布式系统中的认证

文中在Ｋｅｒｂｅｒｏｓ认证协议的基础上，采用Ｙａｋｓｈｅ体制，提出了一个公钥密码交互式认证体制。     

A new efficient authentication protocol for mobile networks

This paper proposes a new efficient authentication protocol for mobile networks. The user, service provider and key distribution center authenticate mutually in the proposed protocol. In addition, the user and service provider will generate a secret session key for communication in this protocol. We prove the proposed protocol by using BAN logic. In our protocol, the key distribution center of the networks does not need to maintain the secret key database of users by using the key derivation function. The proposed protocol is based on symmetric cryptosystem, challenge–response and hash chaining. It only needs four message exchange rounds for intra-domain initial phase and seven message exchange rounds for inter-domain initial phase. Our initial phase only takes 17% and our subsequent phase requires 26% communication cost of Chien and Jan's protocol. The proposed protocol is more efficient than the others. It is suitable to apply in the mobile networks.     

An optimized authentication protocol for mobile networks

Practical secure communication of mobile systems with low communication cost has become one of the major research directions. An established public key infrastructure (PKI) provides key management and key distribution mechanisms, which can lead to authentication and secure communication. Adding public key cryptography to Kerberos provides a nice congruence to public key protocols, which can obviate the human users’ burden to manage strong passwords. This paper emphasizes on authentication as a considerable issue related to security. Additionally, an efficient and secure hybrid authentication protocol for large mobile network is proposed. Its infrastructure accommodates explosive growth of the large mobile network. It reduces the communication cost for providing secure network access in inter-domain communication. This method is based on symmetric cryptosystem, PKI, challenge–response and hash chaining.     

等级OSPF网的安全保护方案

开放式最短路径优先(OSPF)协议作为目前大规模网络应用最广泛的自治域内路由协议,其安全不仅仅关系到自治域内,同时也关系到自治域外乃至整个网络的正常运行。传统的基于非对称性加密算法的数字签名解决方案能够实现端到端的安全验证,但是却忽略了点对点的方式,而且存储量和额外开销也一直是急需解决的问题。基于对称性加密算法,提出了适宜于OSPF等级区域的安全防护方案HS-OSPF。HS-OSPF扩充了OSPF网原有的二层等级结构,设计了合理、高效的密钥分配与管理方案,克服了传统非对称性密码方案的不足,降低了密钥存储量和系统开销,提高了网内安全通信的实时性。     

基于公钥密码体制的Kerberos协议的改进

随着计算机网络的发展,网络安全问题已变得日益重要,而身份认证在安全系统中的地位极其关键,是最基本的安全服务。Kerberos协议是基于私钥密码系统的身份认证协议。文中首先对Kerberos协议的认证原理进行分析;然后基于公钥体制的加密技术和Kerberos协议,提出了一个安全性更高的身份认证协议;最后分析了两种协议的异同。     

一种抗恶意攻击的RFID双向认证协议

针对现有无线射频识别（RFID）认证机制存在的安全缺陷,提出一种新型抗恶意攻击的RFID双向认证协议,并基于GNY逻辑给出了协议的安全性证明。该协议将公钥加密算法和对称密钥加密算法相结合,采用阅读器双重认证及预认证阶段刷新密钥的方法,通过在标签中添加保护密钥同步的恶意攻击标记Tm,解决了当前协议中存在的认证效率较低,标签密钥更新失败导致位置跟踪和非法更新标签/服务器内部密钥造成拒绝服务（DoS）等问题,可抵抗重传,标签/阅读器假冒,通信量分析和去同步化等多种恶意攻击。分析结果表明：该协议具有安全性好,效率高,计算复杂度低等特点,适合于标签的大规模应用。     

基于混合加密方法的RFID安全认证协议

无线信号的广播传输、资源受限等特点使RFID 技术存在潜在安全隐患。为此,将公钥加密算法与对称密钥加密算法有机地结合,提出一种新的RFID安全认证协议,该协议解决了RFID系统中的信息泄露、重传攻击、位置追踪、假冒攻击、去同步化等安全与隐私问题。对该协议的安全性和性能进行比较分析,结果表明该协议可以为RFID系统提供较好的安全性,适合于RFID系统的应用。     

基于NTRU公钥密码体制的无线局域网安全方案*

从身份认证、数据机密性和密钥管理等方面分析了无线局域网IEEE 802.11协议的安全机制,证明该协议存在着严重的安全漏洞,容易受到多种密码攻击。针对以上问题提出了一种新的基于NTRU公钥密码体制的无线局域网安全解决方案,该方案采用基于NTRU的公钥证书机制进行密钥管理、双向身份认证和会话密钥协商,采用AES分组加密算法进行通信数据加密。由于NTRU的高效性及公钥证书机制在密钥管理方面的灵活方便性,使得该方案能在传输带宽、终端处理器和存储器资源都十分有限的无线局域网中提供与有线网络等同的安全级别,而且高效     

Internet路由关联分析与监测系统设计

Internet已经从一个学术性网络演化成为具有商业意义的公共信息基础设施的重要组成部分,路由系统是其基础和关键部分,对Internet路由层面的监测与分析有着重要的理论和现实意义.Internet路由结构被划分成为域内路由和域间路由,两者紧密联系并相互作用,但是目前路由监测和分析的工作主要基于单一协议进行,无法给出包含多种路由协议的全面监测视图,也不能很好地解决由于协议交互带来的问题.针对这个不足,探索了域内和域问路由的关联分析技术,并在此基础上成功设计实现了Internet路由监测系统IRMS(Internet routing monitoring system).IRMS在对主流路由协议OSPF,BGP的监测基础上,可以提供包括全局路由拓扑构造、协议交互分析在内的路由关联分析能力.实际网络路由监测实验表明,IRMS使网络管理人员可以更加深入和全面地进行路由监测分析.