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基于RLWE问题的后量子口令认证密钥交换协议

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电子学报 2021年第2期49卷 260-267页

作者：李子臣谢婷张卷美北京印刷学院北京102600 北京电子科技学院北京100070 西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

基于口令的认证密钥交换协议在现代通信网络中有很强的实用性.量子技术的迅速发展使得传统公钥密码体制的安全性面临严峻的形势,基于格理论构造密码系统已成为当前后量子密码研究的热点.本文基于格理论环上误差学习(RLWE)问题,使用Peik... 详细信息

基于口令的认证密钥交换协议在现代通信网络中有很强的实用性.量子技术的迅速发展使得传统公钥密码体制的安全性面临严峻的形势,基于格理论构造密码系统已成为当前后量子密码研究的热点.本文基于格理论环上误差学习(RLWE)问题,使用Peikert式误差协调机制构造了一个C/S模式下的口令认证密钥交换协议(PAKE),设置了合理的参数保证双方以显著概率得到相同的会话密钥,并使用Java在Eclipse平台上进行了此协议的模拟实现.协议在C/S模式的PAKE安全模型下可证明安全,可抵御量子攻击,与现有的基于格理论设计的PAKE协议相比,通信量较低并且在安全度上有较强的优势,是一种简洁高效的后量子口令认证密钥交换协议.

关键词：认证密钥交换环上误差学习问题格后量子

标准模型下可证安全的属性基认证密钥交换协议

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软件学报 2014年第10期25卷 2397-2408页

作者：魏江宏刘文芬胡学先数学工程与先进计算国家重点实验室(解放军信息工程大学) 河南郑州450001

在Waters的属性基加密方案的基础上,提出了一个在标准模型下可证安全的两方属性基认证密钥交换协议.在修改的BJM模型中,给出了所提协议在判定性双线性Diffie-Hellman假设下的安全性证明.此外,针对无会话密钥托管的应用需求,在基本协议... 详细信息

在Waters的属性基加密方案的基础上,提出了一个在标准模型下可证安全的两方属性基认证密钥交换协议.在修改的BJM模型中,给出了所提协议在判定性双线性Diffie-Hellman假设下的安全性证明.此外,针对无会话密钥托管的应用需求,在基本协议的基础上,构造了能够有效防止会话密钥托管的属性基认证密钥交换协议.在计算效率方面,所提协议与现有的仅在随机预言模型下可证安全的属性基认证密钥交换协议相当.

关键词：属性基加密认证密钥交换属性认证标准模型

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新型组织隐藏的认证密钥交换协议

通信学报 2015年第9期36卷 82-90页

作者：温雅敏龚征广东财经大学数学与统计学院广东广州510320 上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室上海200240 华南师范大学计算机学院广东广州510631 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093

提出了一个实现组织集合交集认证策略的新型组织隐藏的密钥协商协议,2个匿名用户从属的组织集合存在交集且元素个数至少为一个门限值时可以完成一次成功的秘密认证和密钥协商,同时保证集合交集之外的组织信息机密性。新协议在随机预言... 详细信息

提出了一个实现组织集合交集认证策略的新型组织隐藏的密钥协商协议,2个匿名用户从属的组织集合存在交集且元素个数至少为一个门限值时可以完成一次成功的秘密认证和密钥协商,同时保证集合交集之外的组织信息机密性。新协议在随机预言机模型下可证安全,并且在计算和通信性能上仍具备一定的优势。

关键词：组织隐藏认证密钥交换秘密握手集合交集可关联性

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后量子前向安全的可组合认证密钥交换方案

计算机研究与发展 2020年第10期57卷 2158-2176页

作者：陈明宜春学院数学与计算机科学学院江西宜春336000

随着后量子时代的逼近,网络通信安全要求会话密钥具有针对量子计算攻击的前向安全性,而后量子的公钥基础设施尚未建立,采用现有公钥密钥系统与后量子密钥交换相结合的混合密码系统势在必行.以DHKE-like(Diffie-Hellman key exchange-li... 详细信息

随着后量子时代的逼近,网络通信安全要求会话密钥具有针对量子计算攻击的前向安全性,而后量子的公钥基础设施尚未建立,采用现有公钥密钥系统与后量子密钥交换相结合的混合密码系统势在必行.以DHKE-like(Diffie-Hellman key exchange-like)协议为基础,结合签密方案,提出一种通用可组合的认证密钥交换(authentication key exchange,AKE)方案——***-AKE的基本思路是采用签密方案对DHKE-like中的临时公钥进行签密,实现实体的相互认证和密钥协商.采用签密机制的主要目的是为了实现GC-AKE方案的完美前向安全性,这要求签密机制满足强不可伪造性.提出一种基于椭圆曲线密码的基于身份签密方案,结合基于环上误差学习问题的DHKE-like协议,提出一种GC-AKE方案实例.定义了能模拟完美前向安全性的wAKE-PFS模型.在wAKE-PFS模型下,GC-AKE方案的安全性被规约为求解DDH-like(decision Diffie-Hellman-like)问题,以及破解基于身份签密的选择密文安全性(indistinguishability against chosen ciphertext attacks,IND-CCA)和强不可伪造性(strong existentially unforgeable under adaptive chosen messages attacks,SEUF-CMA).分析表明:GC-AKE方案实例的计算和通信开销都相对较低,同时实现了会话密钥的完美前向安全性及后量子的前向安全性.

关键词：认证密钥交换类DH密钥交换签密环上误差学习问题完美前向安全性

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通用可组合认证密钥交换协议

西安电子科技大学学报 2014年第5期41卷 185-191页

作者：张紫楠郭渊博杨奎武黄惠新杨占海中国人民解放军66029部队解放军信息工程大学密码工程学院中国人民解放军92762部队

物理不可克隆函数是指对一个物理实体输入一个激励,利用其不可避免的内在物理构造的随机差异输出一个不可预测的响应.针对传感器节点的计算、存储和通信能力有限等问题,基于物理不可克隆函数提出物理不可克隆函数系统的概念,并在此基础... 详细信息

物理不可克隆函数是指对一个物理实体输入一个激励,利用其不可避免的内在物理构造的随机差异输出一个不可预测的响应.针对传感器节点的计算、存储和通信能力有限等问题,基于物理不可克隆函数提出物理不可克隆函数系统的概念,并在此基础上提出一个新的用于无线传感器网络的认证密钥交换协议,最后在通用可组合框架内给出新协议抵抗静态敌手的安全性证明.相比于传统基于公钥加密的认证密钥交换协议,新协议不使用任何可计算的假设,而是基于物理不可克隆函数系统的安全属性实现,因此在很大程度上减少了计算和通信开销.该协议涉及较少的交互次数,认证协议计算仅仅需要散列函数、对称加密和物理不可克隆函数系统.

关键词：认证密钥交换物理不可克隆函数物理不可克隆函数系统通用可组合框架

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对一个强安全的认证密钥交换协议的分析

电子与信息学报 2013年第9期35卷 2278-2282页

作者：胡学先魏江宏叶茂解放军信息工程大学郑州450002 中国科学院软件研究所北京100190

在2012年第15届国际公钥密码学(PKC)年会上,Fujioka等人利用密钥封装机制(KEM)提出了认证密钥交换(AKE)协议的一个通用构造,称为GC协议,并在CK+模型下证明了该协议的安全性。该文对GC协议进行了安全性分析,指出该协议是不安全的,难于抵... 详细信息

在2012年第15届国际公钥密码学(PKC)年会上,Fujioka等人利用密钥封装机制(KEM)提出了认证密钥交换(AKE)协议的一个通用构造,称为GC协议,并在CK+模型下证明了该协议的安全性。该文对GC协议进行了安全性分析,指出该协议是不安全的,难于抵抗不知道任何秘密信息的外部攻击者实施的假冒攻击,进一步分析了原协议安全性证明中被疏忽之处。

关键词：密码学认证密钥交换可证明安全假冒攻击

一种新型基于环上带误差学习问题的认证密钥交换方案

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电子与信息学报 2015年第8期37卷 1984-1988页

作者：杨孝鹏马文平张成丽西安电子科技大学综合业务网及关键技术国家重点实验室西安710071

利用格上判定带误差学习问题(Ring-DLWE)困难假设,该文基于Peikert的调和技术构造认证密钥交换方案。在标准模型下,该方案是CK模型中可证明安全的,并达到弱前向安全性(w PFS)。与现有的基于LWE的密钥交换方案相比,该方案使用平衡的密钥... 详细信息

利用格上判定带误差学习问题(Ring-DLWE)困难假设,该文基于Peikert的调和技术构造认证密钥交换方案。在标准模型下,该方案是CK模型中可证明安全的,并达到弱前向安全性(w PFS)。与现有的基于LWE的密钥交换方案相比,该方案使用平衡的密钥提取函数,因而保护共享会话密钥,同时因其基于格中困难问题,所以能抵抗量子攻击。

关键词：密码学格认证密钥交换 CK模型环上判定带误差学习问题(Ring-DLWE)

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多属性机构环境下的属性基认证密钥交换协议

电子与信息学报 2012年第2期34卷 451-456页

作者：魏江宏胡学先刘文芬解放军信息工程大学信息工程学院郑州450002

已有基于属性的认证密钥交换协议都是在单属性机构环境下设计的,而实际应用中不同属性机构下的用户也有安全通信的需求。该文在Waters属性基加密方案的基础上提出了一个多属性机构环境下的属性基认证密钥交换协议,并在基于属性的eCK(ext... 详细信息

已有基于属性的认证密钥交换协议都是在单属性机构环境下设计的,而实际应用中不同属性机构下的用户也有安全通信的需求。该文在Waters属性基加密方案的基础上提出了一个多属性机构环境下的属性基认证密钥交换协议,并在基于属性的eCK(extended Canetti-Krawczyk)模型中将该协议的安全性归约到GBDH(Gap Bilinear Diffie-Hellman)和CDH(Computational Diffie-Hellman)假设,又通过布尔函数传输用线性秘密共享机制设计的属性认证策略,在制订灵活多样的认证策略的同时,显著地降低了通信开销。

关键词：认证密钥交换属性认证多属性机构 ABeCK模型

标准模型下完美前向安全的基于身份认证密钥交换

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光电子．激光 2020年第8期31卷 878-890页

作者：龙桂铃陈明宜春学院网络与教育技术中心江西宜春336000 宜春学院数学与计算机科学学院江西宜春336000

一轮Diffie-Hellman密钥交换(One-Round Diff ie-Hellman key exchange,OR-DHKE)协议被认为无法实现完美的前向安全性(Perfect Forward Secrecy,PFS)。基于身份的OR-DHKE协议也是如此,现有研究仅实现了弱的完美前向安全性(wPFS)。基于Cremers等人对密钥交换协议完美前向安全性的研究,文章提出一种新的具有完美前向安全的基于身份认证密钥交换方案。文章首先提出一种较弱安全性的基于身份OR-DHKE协议π0,然后采用Cremers等人提出的SIG变换方法,将π0转化为具有完美前向安全的基于身份认证密钥交换方案π1。文章简要分析了CK、CK^+、eCK和eCK-PFS安全模型的异同,在此基础上定义了基于身份认证密钥交换协议分析的强安全模型ID-eCK-PFS。在ID-eCK-PFS模型下,协议π0和π1的安全性被规约为求解判定性BDH(Decisional Bilinear Diffie-Hellman,DBDH)问题,规约过程未使用随机预言机,实现了在标准模型下的完美前向安全性和可证明安全性。

关键词：认证密钥交换基于身份密码标准模型完美前向安全判定性BDH假设