智能卡双向认证协议的改进

智能卡以方便性和可靠性被广泛的使用。本文首先介绍了基于智能卡的双向认证协议,经过分析发现,现有的协议不能保证密钥的前向安全性和智能卡的伪造攻击,存在很大的不安全性。我们通过引进新的密钥交换算法来解决前向安全性,通过在硬件中嵌入单项函数来防止智能卡的伪造等中间人攻击。并对改进后的协议进行安全性分析,证明了协议的安全可行性。     

身份认证系统认证协议的设计与分析

认证协议是身份认证系统最关键的部分,研究和分析系统认证协议,是保证网络安全通信的必要条件。Kerberos是一个典型的认证协议,其使用专门的服务器进行统一的身份认证和权限管理,但是由于当初使用环境的原因,并没有使用公钥体制,这影响了系统的扩展性和易管理性。本文描述了一个身份认证系统认证协议的设计思想,使用公钥对kerberos协议进行了改进,并使用BAN逻辑分析了协议的安全性。     

签约认证安全等价模型设计与分析

具有安全和计算能力的CPU卡是学生就业网签约和认证的重要条件,而大多数校园卡是较低安全机制且无计算能力的射频IC卡。针对这一问题,文章从签约认证协议的设计和分析入手,对CPU卡在其中的作用建立有效的安全和计算模型,根据射频IC卡的特点,建立其替换CPU卡的安全等价模型,并依此设计射频IC卡的数据存放机制和配套装置功能,从而提出一种既符合现实,又相容于发展的解决方案。     

一种分析和设计认证协议的新逻辑

提出一种分析和设计认证协议的新逻辑,可以用来分析认证协议和设计认证协议。通过运用该逻辑,使认证协议的设计和分析可以在同一种逻辑中进行,也消除了用不同的方法来设计和分析认证协议的不一致性。在分析协议时,先用逻辑对协议进行形式化,再用推理规则对协议进行推理。如果不能推理出协议的最终目标,说明协议存在缺陷或者漏洞。在设计协议时,通过运用合成规则使协议设计者可用一种系统化的方法来构造满足需要的协议。用该逻辑对Needham-Schroeder私钥协议进行了分析,指出该协议不能满足协议目标,并重新设计了该协议。     

Kerberos身份认证协议分析及改进

文章对Kerberos身份认证协议进行了详细的分析，针对其局限性，提出了一种基于公钥证书的Kerberos改进协议。     

基于强认证技术的会话初始协议安全认证模型

针对会话初始协议（SIP）的典型安全威胁,提出了基于强认证技术的SIP安全认证模型,并分析了其安全性。该认证模型通过智能卡和数字证书的强组合实现强认证,并据此对SIP做出相应扩展,将强认证技术有机地融入到SIP协议当中,实现了会话双方的安全认证,保证了SIP消息传输的机密性、真实性、完整性和不可否认性,从而提高了SIP的安全性。     

对两个基于智能卡的口令认证协议的安全性分析

身份认证是确保信息系统安全的重要手段,基于智能卡的口令认证协议由于实用性较强而成为近期研究热点。采用基于场景的攻击技术,对最近新提出的两个基于智能卡的口令认证协议进行了安全性分析。指出“对Liao等身份鉴别方案的分析与改进”(潘春兰,周安民,肖丰霞,等.对Liao等人身份鉴别方案的分析与改进.计算机工程与应用,2010,46(4):110-112)中提出的认证协议无法实现所声称的抗离线口令猜测攻击;指出“基于双线性对的智能卡口令认证改进方案”(邓粟,王晓峰.基于双线性对的智能卡口令认证改进方案.计算机工程,2010,36(18):150-152)中提出的认证协议无法抗拒绝服务(DoS)攻击和内部人员攻击,且口令更新阶段存在设计缺陷。分析结果表明,这两个口令认证协议都存在严重安全缺陷,不适合安全需求较高的应用环境。     

改进的基于智能卡的远程异步认证协议

远程认证协议允许远程服务器和用户通过不安全信道实现相互认证。唐宏斌等指出Chen等方案的基于智能卡的远程认证协议存在着一些安全问题,如丢失智能卡攻击,重放攻击等,并且提出一种基于智能卡的远程认证协议,为了抵抗重放攻击而引入时间戳机制。提出一种改进的基于智能卡的远程异步认证方案,在能抵抗提到的所有攻击条件下,不需要考虑时钟同步问题而能抵抗重放攻击,使操作更简单且未增加计算性能代价。     

基于ECDSA多播数据源认证协议设计及其BAN逻辑分析

多播数据源认证是多播安全的研究热点之一,现有的多播数据源认证协议只能解决部分问题。本文利用ECDSA作为公钥基础,设计了一个有效的基于ECDSA的多播数据源认证协议,并对协议进行了BAN逻辑分析。该协议能够有效地实现多播数据源认证。     

认证协议攻击与非形式化分析

协议的分析验证方法有形式化与非形式化之分．很多代表性的协议虽然存在着缺陷，但对这些协议的非形式化分析，却可以提出一些值得借鉴的规则，参考这些规则可以避免和减少协议逻辑的漏洞，本文针对Woo-Lam两个改进协议以及SSL协议给出了攻击方法，分析协议存在的漏洞并提出如何使协议更为安全的建议。     

三因子匿名认证与密钥协商协议

为确保通信双方的信息安全,很多认证与密钥协商（AKA）协议被提出并应用于实际场景中。然而现有三因子协议都存在安全漏洞,如易受智能卡丢失攻击、口令猜测攻击等,有的更是忽略了匿名性。针对上述问题提出了一种三因子匿名认证与密钥协商协议。该协议通过融合智能卡、口令和生物认证技术,并增加口令与生物特征更新阶段以及智能卡更新分配阶段,并利用椭圆曲线上的计算性Diffie-Hellman（CDH）假设进行信息交互,来实现安全通信。在随机预言机模型下证明了所提协议的安全性。与同类协议进行对比分析的结果表明,所提协议能有效防范智能卡丢失攻击、重放攻击等多种攻击,实现了匿名性、口令自由更新等更全面的功能,且具有较高的计算和通信效率。     

一种强安全的WSN用户认证及密钥协商方案

针对无线传感器网络双因素用户认证方案中智能卡内敏感信息被破译、公共信道信息传输被侦听引起的匿名性隐患及密码猜测等攻击,在T-M方案的基础上,注册阶段采用哈希加密深度隐藏了用户隐私信息,增强智能卡中元素的抗猜测性;又将网关作为消息中转站提前对用户进行验证,调整了信息传输结构及认证方式,减少节点能耗且加强消息传输的安全防护;同时,在网关端添加写保护用户身份日志表,及时记录用户登录信息,以防资源滥用。理论分析及实验显示了所提方案有效抵御了T-M方案的不足,大大减少了传感节点的通信开销,提供更多的安全防护且具有计费功能。     

一种更安全的基于智能卡的多服务器身份认证方案研究

随着网络和通讯技术的发展,多服务器的身份认证问题成为近几年研究的重点。针对Chuang等人提出的基于生物特征的多服务器密钥认证方案存在的安全性不足等问题,Wang等人进行了改进,但是仍未解决不同服务器密钥相同造成的恶意攻击和伪造攻击等问题。因此,本文提出了一种更安全的基于智能卡的多服务器身份认证方案。该方案在服务器注册阶段,将高熵秘密数与服务器的ID进行计算再重新分配给服务器,使得不同的服务器具有不同的密钥。最后通过五个方案功能和性能比较分析,得出改进方案比前三种方案时间上分别缩短了16.67%、20%、28.57%,且能有效阻止恶意服务器攻击、伪造攻击、重放攻击和中间人攻击等多种攻击,安全性得到了提高,满足实际网络的高可靠性需求。     

一种改进的远程用户身份认证方案

物联网的快速发展给人们的生产生活带来了极大的便利,但是如何保证用户的信息安全是物联网发展中必须解决的一个重要问题。为了解决该问题,必须在增加较低计算量的前提下,提出安全性更高的身份认证协议。对Nikooghadam等人提出的保护用户身份的协议进行了分析,并在此基础上提出了一种改进的远程用户身份认证协议。采用BAN逻辑进行验证,也进行了性能比较与计算效率分析,结果表明,提出的协议在增加较低计算量的前提下具有更高的安全性。     

基于ECC组合公钥的GSM双向认证

针对目前GSM网络认证和密钥协商过程中存在的安全隐患,提出了基于椭圆曲线组合公钥技术的GSM离线双向认证,在引入了非对称密钥加密的同时却不需要引入可信任第三方CA机构,能有效解决大规模网络环境中密钥生产、分发、存储管理与证书验证难等问题。实验分析表明,该方案不仅实现了GSM的双向认证,而且与其它方案相比,节省了网络带宽,降低了对存储空间的要求,且每次认证都实现了加密密钥刷新。     

工控物联网认证协议与密钥协商算法研究

随着物联网在工控领域发展的深入,终端设备的安全性显得尤为重要。文章以工控物联网为背景,研究了现有物联网认证协议与密钥协商算法所存在的问题,提出了基于工控物联网的轻量级双向认证协议和改进的McCullagh-Barreto密钥协商算法。该认证协议可为终端设备提供身份认证,密钥协商算法可为该认证协议的通信保驾护航,两者的完美结合保证了工控物联网环境的安全。     

鉴权与密钥协商过程在LTE系统中的改进

提出一种改进的LTE鉴权与密钥协商方案,通过在移动性管理实体MME(Mobility Management Entity)中增加鉴权参数的计算,在MME与归属地用户服务器HSS(Home Subscriber Server)/鉴权中心AuC(Authentication Center)产生鉴权向量组。Matlab仿真分析表明,改进的鉴权过程能更好地满足LTE安全性要求,仿真结果显示,用户密度越大,越能减轻HSS的传输负载。该方案已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中。     

基于NTRU的3G移动通信认证和密钥分配方案

指出3GPP提出的3G认证和密钥分配方案存在的安全漏洞。针对存在安全问题提出一个基于NTRU公钥密码体制的3G认证和密钥分配方案,该方案中将原认证和分配方案进行明文传输的身份信息与各安全参数用NTRU公钥加密算法进行加密保护,防止了恶意攻击者对身份信息以及安全参数的伪造与篡改,提高了认证和密钥分配方案的安全性和可靠性。同时该方案保持了原认证方案的结构模式,易于从原方案进行扩展实现。由于NTRU公钥密码方案在计算开销和带宽开销上的优势,使得该方案能在计算资源与存储资源都相对有限的移动通信网络环境下实现。     

一个匿名的基于生物特征的多服务器的密钥认证协议方案的研究

随着通讯技术的快速发展,用户的口令与生物特征值的结合越来越普遍。最近,Chuang等提出了一个基于用户口令和生物特征值的匿名的多服务器的认证密钥协议方案。本文指出了Chuang等协议容易受到丢失智能卡攻击、伪装攻击、重放攻击和服务器伪装攻击,并且没有提供匿名性。因此针对上述协议的安全缺陷,本文提出了一个新的、有效的基于生物特征的多服务器的密钥认证协议。通过详细的安全和性能分析,证明出本文所提出的协议能够抵抗多种攻击,并且提供匿名性,与Chuang等协议相比,该新协议更加安全和实用。