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无证书密钥协议在物联网下的应用研究

沈阳工程学院学报（自然科学版） 2024年第1期20卷 68-74,81页

作者：陈金木黄朝阳罗少兰陈少英厦门海洋职业技术学院信息工程学院福建厦门361102

物联网终端设备具有存储小、计算资源受限等特点,差异性较大导致其安全认证机制薄弱。本文提出了一种基于椭圆曲线密码的无证书密钥协议,主要用于物联网应用中的设备通信。协议中去除了计算复杂的配对操作,轻量化的无证书密钥方案更有... 详细信息

物联网终端设备具有存储小、计算资源受限等特点,差异性较大导致其安全认证机制薄弱。本文提出了一种基于椭圆曲线密码的无证书密钥协议,主要用于物联网应用中的设备通信。协议中去除了计算复杂的配对操作,轻量化的无证书密钥方案更有利于物联网设备应用,具有提供消息完整性、抵抗重放攻击等安全措施。与其他同类协议相比,本文的无证书密钥协议的计算开销和通信成本较低,具备更高的安全性能。

关键词：物联网椭圆曲线密码无证书轻量化密钥协商

基于国密SM2算法的车联网无证书隐私保护认证协议

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北方工业大学学报 2024年第2期36卷 33-44页

作者：张键红崔鑫焱董成鹤北方工业大学信息学院

作为大多数智能交通系统的基础，车载自组网(Vehicular Ad-Hoc Network, VANET)能够有效改善交通管理和提升道路安全性，因此受到广泛关注。然而，由于无线通信环境的开放性，VANET中的各个节点易遭受隐私泄露攻击。许多条件隐私保护认... 详细信息

作为大多数智能交通系统的基础，车载自组网(Vehicular Ad-Hoc Network, VANET)能够有效改善交通管理和提升道路安全性，因此受到广泛关注。然而，由于无线通信环境的开放性，VANET中的各个节点易遭受隐私泄露攻击。许多条件隐私保护认证(Conditional Privacy-Preserving Authentication, CPPA)协议被提出来解决隐私泄露问题，但这些协议主要基于传统的签名算法，这使得它们存在复杂的证书管理或密钥托管问题。为解决以上问题，本文以国密SM2签名算法为基础提出了一种适合VANET环境中无证书条件隐私保护认证协议，该协议在降低了通信开销的同时也避免了证书管理和密钥托管问题。此外，协议还保证了当出现恶意车辆用户时，可信中心可以追踪用户的真实身份并撤销该用户。安全证明和分析表明该协议具有较高的安全性并且满足消息完整性、匿名性、可追踪性和可撤销性等安全要求。最后，与最近的三种同类隐私协议对比，仿真实验结果表明该协议在通信量和计算量上优于其他方案。

关键词：车载自组网匿名性隐私保护无证书 SM2算法批量验证

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车联网环境下无证书匿名认证方案

电子与信息学报 2022年第1期44卷 295-304页

作者：刘雪艳王力郇丽娟杜小妮牛淑芬西北师范大学数学与统计学院兰州730070 西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070

通过信息共享,车联网(IoV)为车辆提供各种应用,以提高道路安全和交通效率。然而,车辆之间的公开通信导致了车辆隐私泄露和各种攻击。因而,安全且保护隐私的信息共享方法是非常必要的,并且对车辆间通信的安全性和保密性提出了更高的要求... 详细信息

通过信息共享,车联网(IoV)为车辆提供各种应用,以提高道路安全和交通效率。然而,车辆之间的公开通信导致了车辆隐私泄露和各种攻击。因而,安全且保护隐私的信息共享方法是非常必要的,并且对车辆间通信的安全性和保密性提出了更高的要求,所以该文提出了一种支持批量验证的非线性对的无证书匿名认证方案。在该方案中,首先,采用无证书签名机制避免了证书管理和密钥托管问题;其次结合区域管理局生成的长期伪身份和自己生成的短期伪身份保证车辆的强匿名性和签名的新鲜性,避免路侧单元计算伪身份造成的身份泄露和时延;再次,采用无对的聚合签名提供批验证,减少车联网环境中路侧单元的计算量;最后,当发生恶意事件时,区域管理局可以追踪车辆的真实身份并由可信中心撤销该用户。安全性证明和分析表明,该方案具有高的安全性,并满足完整性、可追踪性、匿名性、可撤销性等安全要求。将该方案与现有的方案进行了比较,效率分析表明该方案更有效。

关键词：车联网非线性对无证书椭圆曲线离散对数问题匿名性批验证

面向网络切片的无证书切换认证与密钥协商协议

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北京邮电大学学报 2023年第4期46卷 103-108页

作者：吴玄姬伟峰翁江李映岐申秀雨空军工程大学信息与导航学院西安710082

为解决网络切片片间切换协议匿名性较差、认证过程复杂和通用性较低等问题,提出了一种基于无证书的高效通用安全切换认证与密钥协商协议。基于无证书机制的密钥协商协议能够解决传统公钥基础设施的证书存储与密钥管理等问题,在保证安全... 详细信息

为解决网络切片片间切换协议匿名性较差、认证过程复杂和通用性较低等问题,提出了一种基于无证书的高效通用安全切换认证与密钥协商协议。基于无证书机制的密钥协商协议能够解决传统公钥基础设施的证书存储与密钥管理等问题,在保证安全性前提下,能够有效地提高切换认证效率。所提协议通过引入用户伪身份和切片身份标识符实现对用户和网络切片的隐私保护;针对不同服务类型的网络切片,在用户与切片服务提供商之间引入边缘控制器辅助片间切换过程,确保合法用户在切换过程中实现快速通用的身份认证。仿真实验表明,所提协议在提高片间切换认证效率的同时实现了安全、通用的切换过程。

关键词：网络切片切换认证认证密钥协商无证书

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基于无证书的门限条件代理重加密方案

北京邮电大学学报 2023年第1期46卷 44-49,83页

作者：李兆斌张璐赵洪魏占祯北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070

条件代理重加密可以根据条件对密文进行细粒度的授权,现有的方案多数是基于公钥基础设施或身份公钥来实现,存在证书管理和密钥托管问题。为了解决这些问题,提出了一种新的无证书门限条件代理重加密方案,在生成原密文和重加密密钥时加入... 详细信息

条件代理重加密可以根据条件对密文进行细粒度的授权,现有的方案多数是基于公钥基础设施或身份公钥来实现,存在证书管理和密钥托管问题。为了解决这些问题,提出了一种新的无证书门限条件代理重加密方案,在生成原密文和重加密密钥时加入条件信息,代理服务器在重加密前先对条件符合性进行验证,确保只有条件匹配的密文才能被重加密。利用门限技术实现对重加密密钥和授权者私钥的保护,同时可以抵御替换用户公钥的第一类敌手和掌握系统主密钥的第二类敌手的攻击。仿真结果表明,所提方案在重加密密钥生成与重加密过程中计算效率较高,为分布式云存储等应用中的密文共享提供了基础。

关键词：条件代理重加密无证书门限分布式数据共享

面向Lippold安全模型的无证书两方认证密钥协商协议

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太原理工大学学报 2023年第5期54卷 773-781页

作者：张萌楠马垚陈永乐于丹太原理工大学信息与计算机学院山西晋中030600

【目的】通过分析Lippold安全模型中的会话部分密钥泄露伪装攻击(P-KCI),发现现有无证书密钥协商协议存在安全缺陷,无法抵挡会话部分密钥泄露伪装攻击。【方法】总结了Lippold安全模型中会话部分密钥泄露伪装攻击的8种不同密钥组合泄露... 详细信息

【目的】通过分析Lippold安全模型中的会话部分密钥泄露伪装攻击(P-KCI),发现现有无证书密钥协商协议存在安全缺陷,无法抵挡会话部分密钥泄露伪装攻击。【方法】总结了Lippold安全模型中会话部分密钥泄露伪装攻击的8种不同密钥组合泄露攻击,利用这些攻击,分析了现有无证书密钥协商协议的安全缺陷。【结果】提出了一种可以完全抵挡P-KCI攻击的高效无证书两方认证密钥协商协议,并扩展了eCK(extended extended-Canetti-Krawczyk)模型,证明了本协议的安全性。【结论】与现有的同类协议相比,本文协议安全性有较大提高且计算损耗降低了28.4%.

关键词：无证书无配对认证密钥协商会话部分密钥泄露伪装攻击(P-KCI) Lippold安全模型 eCK模型

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可公开验证的高效无证书聚合签密方案

计算机工程 2022年第10期48卷 146-157页

作者：陈虹侯宇婷郭鹏飞周沫赵菊芳肖成龙辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 汕头职业技术学院计算机系广东汕头515078 汕头大学工学院广东汕头515063

签密技术是构建网络信任体系的基础,能够保证数据的机密性、完整性和可验证性,但是当大量用户同时进行签密时,验证耗时较长。聚合签密技术将大量用户的签名进行聚合,并提供批量验证以提高验证效率。针对现有基于双线性映射的聚合签密方... 详细信息

签密技术是构建网络信任体系的基础,能够保证数据的机密性、完整性和可验证性,但是当大量用户同时进行签密时,验证耗时较长。聚合签密技术将大量用户的签名进行聚合,并提供批量验证以提高验证效率。针对现有基于双线性映射的聚合签密方案存在聚合验证效率低、不满足可公开验证性的问题,基于计算双线性Diffie-Hellman和计算性Diffie-Hellman困难问题假设,提出可公开验证的无证书聚合签密方案。采用双线性映射运算将发送方与接收方的身份信息分别添加到签名和密文中,以隐藏用户身份信息。在随机预言模型下验证该方案的机密性和不可伪造性,并且在对数据的真实性产生质疑时,通过任何可信第三方对验证等式进行计算,无需用户私有信息,具有可公开验证性。分析结果表明,该方案具有较少的运算开销,在聚合验证阶段,仅使用2次固定的双线性映射运算,能够有效提高运算效率。

关键词：随机预言模型双线性映射可公开验证聚合签密无证书

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无证书的多变量盲签密方案

计算机应用研究 2023年第4期40卷 1214-1219页

作者：俞惠芳刘悦西安邮电大学网络空间安全学院西安710121

盲签密能保障消息的不可见性和不可追踪性,能应用于电子现金、电子选举和智能卡等领域。随着量子算法发展,传统盲签密的安全性面临严重威胁。为了解决此问题,提出无证书的多变量盲签密方案(CL-MBSCS)。CL-MBSCS具备有效抗量子计算的特性... 详细信息

盲签密能保障消息的不可见性和不可追踪性,能应用于电子现金、电子选举和智能卡等领域。随着量子算法发展,传统盲签密的安全性面临严重威胁。为了解决此问题,提出无证书的多变量盲签密方案(CL-MBSCS)。CL-MBSCS具备有效抗量子计算的特性,消除了密钥的托管和证书的管理。签名部分使用改进的多变量签名模型,分离公钥和私钥分以便隐藏待签名消息,从而提高了其安全性。CL-MBSCS的安全性强、计算效率高且应用前景广阔。

关键词：多变量盲签密无证书后量子安全

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无证书聚合签名方案及其应用研究

无证书聚合签名方案及其应用研究

作者：久美草青海师范大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的发展,许多电子数据开始通过公共网络传输,由于公共网络开放的性质,确保隐私和数据安全变得越来越重要。同时计算能力、存储能力和带宽需求成为许多应用程序发展的主要制约因素。无证书公钥密码体制不存在证书管理问... 详细信息

随着无线通信技术的发展,许多电子数据开始通过公共网络传输,由于公共网络开放的性质,确保隐私和数据安全变得越来越重要。同时计算能力、存储能力和带宽需求成为许多应用程序发展的主要制约因素。无证书公钥密码体制不存在证书管理问题和密钥托管问题。因此,在存储空间和通信成本方面有很明显的优势。聚合签名技术能够将n个签名聚合成一个签名,验证者只需要验证该聚合签名信息就可以确认该n条签名信息的有效性,从而显著降低计算和通信开销。无证书聚合签名集中了无证书公钥密码体制和聚合签名的优点,适用于解决资源受限网络的安全和隐私问题,深受广大学者的关注。然而,设计安全高效的无证书聚合签名方案仍然是一项具有挑战性的任务,本文基于上述情况,设计了三种无证书聚合签名方案。本文的主要研究内容如下:(1)提出了一种基于椭圆曲线的无证书聚合签密方案,该方案利用强RSA假设保证了其前向安全性。其次在随机预言模型下证明了其安全性。最后对方案的效率和性能进行了比较与分析,其结果显示该方案具有较高的计算效率和较好的性能。(2)提出了一种适用于VANET的无证书聚合签名方案,并针对两类敌手的攻击,在随机预言模型下证明了该方案在适应性选择消息攻击下是不可伪造的,最后进行了计算和通信效率的比较与分析,其结果表明该方案的计算和通信成本较低。(3)提出了一种结合区块链和无证书聚合签名的车载网隐私保护方案,该方案利用无证书聚合签名方案保证了V2I通信提供了条件隐私保护,同时利用区块链,实现车辆伪身份撤销的透明性。此外,方案提供了针对不同类型敌手攻击的安全证明。与现有方案相比,该方案的计算成本较低。

关键词：无证书聚合签名前向安全区块链