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。     

一种基于区块链的DNSSEC公钥验证机制

针对中心化域名安全扩展(Domain name system security extensions, DNSSEC)架构所导致的信任链复杂性和单边控制模式,提出了一种去中心化的DNSSEC公钥验证机制.该机制结合区块链结构、密码学累加器和共识算法设计,创新性地实现使用区块链技术的密钥绑定、轮转和验证操作,无需中心化权威节点即可使用可信公钥验证域名记录.进一步分析和实验表明,所提出的机制在保证密钥管理安全性的同时,提高了密钥验证的效率.     

区块链跨域身份管理系统的优化

身份认证是云计算的安全基础,当前云计算环境下不同信任域之间信息交互频繁,迫切需要研究安全且高效的不同信任域间的跨域身份认证。由于传统的中央式身份管理系统存在安全性和可扩展性问题,分散式身份管理受到了学术界和工业界的广泛关注,然而,随着各域之间共享交互的日益增多,分散身份的管理和认证对跨域信任提出了更高的要求,面临着巨大的实现挑战。该文提出了一种基于区块链的去中心化跨域身份管理系统(DCIMB),在此系统中设计了一个去中心化标识符,用于联盟区块链技术命名身份,同时,DCIMB系统中的每个节点都可以参与身份认证和信任建立,从而解决了中心化机制的单点故障问题。为了进一步提高认证效率,保护用户隐私,DCIMB引入了单向累加器作为身份数据结构,保证了实体身份的有效性,并从理论上分析了DCIMB的可行性和性能,并且与现有的身份管理系统相比,DCIMB在跨域身份验证方面实现了出色的优化。     

面向可信移动平台具有用户可控关联性的匿名证明方案

针对可信移动平台(Trusted Mobile Platform,TMP)远程认证方式中直接匿名证明方案存在的性能瓶颈、R攻击以及跨信任域问题,提出了一种新型的具有用户可控关联性的匿名证明(Anonymous Attestation with Usercontrolled-linkability,TMP-UAA)方案.通过引入可信第三方CA构建了方案的模型,该模型可以有效解决传统直接匿名证明设计中存在的R攻击和跨信任域问题,且易于部署实现.根据提出的方案模型,首先利用Paillier加密系统及可验证加密技术设计了一个安全两方计算协议,该协议用于实现TPM-UAA方案中的Join协议;其次运用该协议并结合提出的ι-MSDH假设和XDH假设给出了方案的具体设计;然后在随机预言模型下对方案的安全性进行了证明,证明表明该方案满足用户可控匿名性以及用户可控可追踪性;此外在性能方面与现有直接匿名证明方案相比,该方案具有更短的签名长度以及更高的计算效率;最后阐述了TPM-UAA方案在可信移动环境下的跨域证明,该证明避免了传统直接匿名证明存在的跨信任域及R攻击问题.     

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.     

基于区块链的智慧城市边缘设备可信管理方法研究

由于物联网设备的资源受限,当前智慧城市相关应用系统,在抵御以物联网设备为目标的恶意攻击时存在局限性,难以提供安全可靠的服务。本文设计了基于区块链的智慧城市边缘设备管理架构,将区块链技术引入智慧城市建设研究中,利用区块链分布式架构和去中心化的思想,实现感知数据的可信收集和存储,并基于该架构提出了一种新的基于信誉的PoW共识算法,为物联网设备提供信任机制,该算法极大的增加了由物联网设备端发起的恶意攻击的成本,有效的预防了设备的恶意攻击行为,实现了边缘设备行为的可信管理。基于所提方法实现的智慧城市应用案例验证了其可行性,有效防范了来自节点的恶意攻击,增强了系统的信息安全性。     

基于区块链的分布式可信网络连接架构

可信网络连接是信任关系从终端扩展到网络的关键技术.但是,TCG的TNC架构和中国的TCA架构均面向有中心的强身份网络,在实际部署中存在访问控制单点化、策略决策中心化的问题.此外,信任扩展使用二值化的信任链传递模型,与复杂网络环境的安全模型并不吻合,对网络可信状态的刻画不够准确.针对上述问题,在充分分析安全世界信任关系的基础上,提出一种基于区块链的分布式可信网络连接架构——B-TNC,其本质是对传统可信网络连接进行分布式改造.B-TNC充分融合了区块链去中心化、防篡改、可追溯的安全特性,实现了更强的网络信任模型.首先描述B-TNC的总体架构设计,概括其信任关系.然后,针对核心问题展开描述：（1）提出了面向访问控制、数据保护和身份认证的3种区块链系统;（2）提出了基于区块链技术构建分布式的可信验证者;（3）提出了基于DPoS共识的的远程证明协议.最后,对B-TNC进行正确性、安全性和效率分析.分析结果表明,B-TNC能够实现面向分布式网络的可信网络连接,具有去中心化、可追溯、匿名、不可篡改的安全特性,能够对抗常见的攻击,并且具备良好的效率.     

认知网络中基于无性繁殖优化的组播路由算法

为了保证网络用户的服务质量,认知网络与可信网络从提高网络的智能性与可信性方面提供了保证机制.基于人工免疫系统的智能化特征,在认知网络架构的基础上,提出了一种基于无性繁殖优化的可信QoS组播路由算法.该算法将免疫器官的功能集成在网络节点中,使其具备认知能力.同时,采用滑动窗口思想设计信任评价机制,对每个网络节点的行为记录进行信任评价.根据无性繁殖优化机制,基于用户满意度和节点的信任值进行路由选择,得到满足用户服务质量需求的可信路由最优解.最后,在仿真平台上将该组播路由算法与经典组播路由算法进行性能评价,结果表明,该算法能够为网络用户提供更好的服务质量.     

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.     

区块链技术在域间路由安全领域的应用研究

互联网域间路由系统的安全问题一直备受关注.实现全网范围的互联网资源管理认证和可信跨域协作至关重要.区块链技术以其去中心化、防篡改、可追溯等天然属性,可作为域间网络资源认证与信任建立的基础.首先分析域间路由系统安全脆弱性及其影响,以及传统域间路由安全机制面临的部署困难、管理复杂、信任中心化等困境;然后,在简要介绍区块链技术基本理论的基础上指出区块链技术运用于域间路由系统安全的技术思路,并详述区块链技术应用于域间路由认证、域间智能管理和域间DDoS防御等方面的最新进展;最后,分析区块链应用于域间路由安全领域的优势,从性能与规模、兼容性与增量部署以及区块链自身安全问题这3个方面分析其问题与挑战,并对下一步研究进行展望.     

基于基址重定位的快速域名压缩算法

为了提高DNS服务器的性能,提出了基于M/M/c排队系统的分析模型.利用该模型分析了DNS服务器的响应时间百分比,确定了其性能瓶颈在于域名压缩速率.目前传统压缩算法由于规则的限制只能在查询应答时进行实时的域名压缩,在高访问量场景存在性能问题.为了提高压缩速率,从DNS数据特征方面对域名压缩的原理进行了剖析,并在此基础上结合重定位技术,提出一种新的域名压缩算法.新的设计改变了传统的DNS数据处理流程,通过压缩前置,降低了应答的实时消耗.实验结果表明,该算法在压缩比损失很小的条件下提升了系统资源利用率,达到了优化响应时间百分比的目的.     

基于联盟区块链的V2G网络跨域认证技术研究

针对车辆到电网（Vehicle-to-Grid,V2G）网络所面临的安全威胁,分析了V2G多域网络架构,给出了一个适用于该架构的网络信任模型。基于联盟区块链提出一种V2G网络跨管理域认证方案,通过本域用户与外地域服务器以及外地域服务器与其域内用户的认证实现域间用户双向认证。该方案利用区块链所具有的不易篡改特性,在数字身份验证环节采用哈希算法减少方案中的签名与验证次数,提高了方案的效率和可扩展性。该认证方案中的签名采用基于身份的密码算法SM9,在适应性选择消息攻击下具有存在性不可伪造安全。     

在DNSSEC下保障顶级域名解析托管服务稳定迁移的操作机制

基于顶级域解析服务托管平台迁移部署实践,重点研究分析了在DNSSEC环境下,为避免发生域名系统安全扩展(DNSSEC,DNS security extension)信任链及解析服务中断、域名NS记录不一致等安全问题,如何在密钥轮转、DS和NS记录变更、数据更新等环节中实现新旧服务托管商及互联网数字分配机构(IANA,i...     

PKI跨域信任计算方法

针对PKI跨域方案中信任管理偏重身份信任的问题,对PKI下的信任计算进行探讨,为适应域间信任关系动态变化的特点,提出一种基于PKI安全域的跨域信任计算方法,该方法结合PKI的身份信任网络,能够使资源域在设置与外域根CA的信任关系,并监控跨域用户行为后,对外域各信任实体做出合理的信任评价.     

一种高效的DNS日志压缩算法

CN顶级域名的DNS日志从分布式站点传输到数据处理中心时,对海量数据存储和传输带宽提出极大挑战。针对该问题,提出一种高效的DNS日志压缩算法,利用DNS查询类型的冗余性和DNS查询时间、IP地址和域名等的重复性进行DNS日志压缩。实验结果证明了DNS日志压缩算法在DNS实时监控和分析系统中部署的有效性和高效性。     

一个自主开放的互联网根域名解析体系

域名系统（Domain Name System,DNS）的中心化根解析体系蕴含着权力滥用风险,对互联网的开放与平等形成威胁。本文提出了一个新的自主开放根解析体系,与现有DNS兼容的同时,从结构和机制两方面对权力滥用予以威慑。首先,针对域名唯一性与去中心化之间矛盾,提出了授权与解析分离机制,在保留单一根权威的条件下,实现解析服务去中心化。接着,针对中心式结构风险,提出建立国家根与根联盟,通过自治与合作实现权力制衡。然后,分析了新体系防范风险的有效性以及在当前DNS基础之上的增量,并讨论新体系所具有的自主、开放、平等、透明性质。最后,对新体系的安全性进行分析并给出了一个原型系统。