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会话密钥协商协议研究进展

计算机应用与软件 2018年第5期35卷 1-9,72页

作者：胡志言杜学绘曹利峰解放军信息工程大学河南郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室河南郑州450001

会话密钥协商协议是在不可信网络中实现安全的信息交换的有效解决方法。通过对会话密钥协商协议相关的安全属性、可证明安全理论及协议分类进行说明。阐述双方会话密钥协商协议与群密钥协商协议的研究现状。将近年来的典型方案在计算开... 详细信息

会话密钥协商协议是在不可信网络中实现安全的信息交换的有效解决方法。通过对会话密钥协商协议相关的安全属性、可证明安全理论及协议分类进行说明。阐述双方会话密钥协商协议与群密钥协商协议的研究现状。将近年来的典型方案在计算开销、交互轮数、安全属性、安全模型等方面进行对比分析。给出会话密钥协商协议设计的基本原则并指明了未来的研究方向。

关键词：会话密钥协商双方会话密钥协商群密钥协商安全属性可证明安全

一种新的移动Ad Hoc网络会话密钥协商协议

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计算机应用 2004年第1期24卷 82-83页

作者：麻晓园李云陈前斌重庆邮电学院光互联网及无线信息网络研究中心重庆400065

文章在移动AdHoc网络环境下 ,以节点公钥证书为基础 ,提出了一个安全的会话密钥协商协议 ,使得非法节点无法获知通信内容 ,有效地保证了移动AdHoc网络的通信安全。

关键词：移动Ad Hoc网络会话密钥协商安全

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异构无线网络切换认证与密钥协商协议研究

异构无线网络切换认证与密钥协商协议研究

作者：邱爽西南交通大学

学位级别：硕士

随着5G超密集异构网络的发展,同构无线技术下的切换难以满足5G切换需求,进而推进移动终端在不同网络间实现连接切换以保障用户体验。由于因切换所需传输的数据在无线信道中易遭受攻击,攻击者发起攻击轻则消耗网络资源、泄露移动终端隐... 详细信息

随着5G超密集异构网络的发展,同构无线技术下的切换难以满足5G切换需求,进而推进移动终端在不同网络间实现连接切换以保障用户体验。由于因切换所需传输的数据在无线信道中易遭受攻击,攻击者发起攻击轻则消耗网络资源、泄露移动终端隐私信息,重则影响合法终端获取网络服务、危害网络系统安全。考虑到移动终端的计算和存储资源以及电源供应受到制约,网络质量易受到无线网络带宽的影响,切换过程一旦因过高时延出现连接中断,将影响网络服务体验。因此,为了向移动终端提供安全且不间断的网络服务,安全高效地实现切换认证与密钥协商是5G超密集异构无线网络尚待解决的重要问题。本文对异构无线网切换认证与密钥协商协议展开研究,包括以下内容:（1）针对移动终端需家乡域网络服务器HS在线协助完成切换认证所存在的安全和效率问题,提出一种基于切换授权的无需HS在线协助的切换方案。由HS通过部分盲签名产生的切换授权信息实现了用户隐私保护并保障了移动终端MT参与密钥协商的参数的真实性,对合法/恶意终端的隐私保护进行策略区分,并且能够根据嵌入部分盲签名的公共协商信息实现对恶意终端的追踪。MT对外地域网络服务器FS的身份认证通过验证FS回传的密钥协商参数能否形成变色龙哈希函数碰撞来实现,削减了 MT的计算开销。本方案利用消息认证码实现消息完整性保护,从而可以有效抵抗敌手攻击。eCK模型下的安全证明和Scyther的形式化分析结果表明所提方案是安全的,与同类方案的对比分析结果显示本文所提方案的安全特性和系统效率更具优势。（2）针对现有异构无线网络切换认证与密钥协商方案所存在的安全威胁和效率问题,提出一种安全高效的切换认证密钥协商协议。方案基于无证书公钥密码体制进行构造,当移动终端首次切换至外地域网络时,由对称密钥对移动终端的真实身份进行加密保护,身份合法性验证和消息完整性验证同步进行,另外避免了因身份认证滞后造成的潜在安全威胁,消除了密钥确认环节的系统开销。该方案对消息进行了全面的消息完整性保护,能够抵抗敌手的各类攻击手段。此外,考虑了重认证场景,实现了用户临时身份和会话密钥的动态更新。形式化分析结果表明本方案是安全的,与同类方案的对比分析结果表明本方案在未额外增加开销的条件下,具有更完备的安全性。

关键词：异构无线网络切换认证会话密钥协商变色龙哈希函数部分盲签名无证书公钥密码体制

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车载自组织网络消息认证与密钥协商协议研究

车载自组织网络消息认证与密钥协商协议研究

作者：王亚丽安徽大学

学位级别：硕士

车载自组织网络(车联网)是移动自组织网络在智能交通系统中的应用。目前车联网研究方案热点,即方案的安全性和隐私性。车联网是无线自组织网络,其独特特性包括高移动性和快速的网络拓扑变化,使其容易受到各种外部和内部攻击。这些攻击... 详细信息

车载自组织网络(车联网)是移动自组织网络在智能交通系统中的应用。目前车联网研究方案热点,即方案的安全性和隐私性。车联网是无线自组织网络,其独特特性包括高移动性和快速的网络拓扑变化,使其容易受到各种外部和内部攻击。这些攻击使得车联网方案的安全性及隐私性成为亟待解决的问题之一。然而,当前车联网方案中的仍存在安全隐私和效率方面的问题,针对如上问题,本文对车载自组织网络消息认证与密钥协商协议进行了研究,并且提出了两个方案,主要研究工作贡献如下:(1)本文提出了一种车联网中基于信任的无证书匿名身份认证方案。首先,该方案通过信任与传统的加密方案相结合来提高车联网的实用性和可靠性,以保护隐私。其次,该方案利用椭圆曲线加密算法的短密钥,高效率和高安全性能等优点实现消息的匿名认证,并使用信任值来替代证书撤销列表。方案可以在完成匿名认证的同时加密节点发送的消息,以保护节点信息的隐私。最后,对方案进行了安全性证明,同时,该方案采用聚合签名和无证书认证方式,有效的降低了系统的存储负担以及计算和通信开销。(2)本文提出了一种车联网中基于混沌映射的全会话密钥协商方案。首先,描述了系统内雾服务器与群组车辆管理员之间的密钥协商过程,接着描述了群组中车辆节点之间的组密钥协商过程。其次,该方案基于切比雪夫混沌映射算法,切比雪夫多项式用于建立公共多方密钥,它避免了椭圆曲线上的模乘索引或标量乘法。混沌映射的使用提高了该方案的计算效率。最后,对方案进行了安全性分析和性能分析,证明了该方案的安全性与性能优势。

关键词：车载自组织网络隐私保护匿名认证信任会话密钥协商

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一种轻量级Web通信加密方案

计算机应用研究 2009年第7期26卷 2729-2731,2753页

作者：毛剑韦韬邹维北京大学计算机科学技术研究所北京100871

为保护用户Web通信安全,针对现有Web加密中的运算负荷问题,提出了可保护用户隐私的轻量级Web通信加密方案。该方案很大程度降低服务器在会话密钥协商时的运算负荷,实现通信业务流加密、抵抗第三方监控,进而有效保护用户隐私。

关键词： Web加密密钥交换隐私保护会话密钥协商

云环境下基于口令的强零知识身份认证方案研究

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云环境下基于口令的强零知识身份认证方案研究

作者：余红芳杭州电子科技大学

学位级别：硕士

云计算是一种新的计算模式,可以使用户实现随时随地地进行数据处理等方面的工作。云服务可为用户提供巨大的存储和计算资源,解决了用户本地资源有限的问题,从而提高工作效率。然而,随着云计算应用和云服务模式的迅速崛起,数据安全和隐... 详细信息

云计算是一种新的计算模式,可以使用户实现随时随地地进行数据处理等方面的工作。云服务可为用户提供巨大的存储和计算资源,解决了用户本地资源有限的问题,从而提高工作效率。然而,随着云计算应用和云服务模式的迅速崛起,数据安全和隐私问题正面临着前所未有的挑战。一般解决网络信息安全问题的机制中,对用户实施严格的身份认证是系统最基本也是最重要的关卡,为后续控制用户访问服务的权限做好铺垫。在各种身份认证技术中,基于口令的认证方式因其便携性,受到了人们的广泛关注。基于口令的认证密钥交换协议(Password-Authenticated Key Exchange,PAKE)采用用户和服务器间共享口令或口令认证值的方式实现服务器对用户的身份认证,同时协助用户完成会话密钥的生成。这是目前解决该问题行之有效的一种方法。目前已经提出了许多相关的协议。但应对云环境的安全需求,仍存在一些需要解决的问题:比如,如何减轻用户记忆口令的困难,实现弱口令强认证;如何实现通信双方交互认证;如何满足安全和效率的最优化;如何尽可能的抵制各种攻击等。鉴于此,本文研究云环境下远程数据传输安全和身份认证问题,重点对基于口令的认证密钥协商协议的若干关键技术问题进行了研究。论文的主要研究内容如下:1.提出一种基于虚拟口令的强零知识身份认证机制。在分布式的网络环境中,考虑用户很难记住安全性较高的复杂口令,而往往选择与自己相关联的、具有特定意义的字符串作为口令,并且几乎不会主动定期修改口令等问题,我们基于新思想下挑战/应答模式的动态口令身份认证模型,结合虚拟口令的特性,设计了一种基于虚拟口令的零知识身份认证方案。该方案可确保通信双方隐私信息的匿名性和安全性。且在本方案中,用户可以自由选择口令,所需记忆的仅仅是弱熵的短口令。安全性分析表明,我们所提的身份认证方案实现了弱口令强认证,可以克服若干攻击威胁。本方案适合于在分布式环境中实现用户和服务器间的双向身份认证。2.通过对Chen等人提出的基于智能卡和口令的认证密钥协商方案进行安全性分析,发现Chen等人的方案存在离线口令猜测攻击,且缺乏完备前向安全性。鉴于此,本文在前面所提出的基于虚拟口令的强零知识身份认证方案的基础上,引入会话密钥协商协议,提出一种基于虚拟口令和会话密钥协商的零知识身份认证方案。此方案不仅实现了对用户的身份认证,同时为开放网络中的通信双方的用户建立了一条安全的通信信道,保证了通信双方交互信息传输的安全。此方案很好地解决了Chen等人方案中存在的离线口令猜测攻击,达到了完备前向安全,适用于大数据环境下的实现数据安全传输和用户的身份认证。

关键词：云计算 PAKE 交互认证虚拟口令认证会话密钥协商零知识身份认证

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无线传感网络中匿名认证协议研究

无线传感网络中匿名认证协议研究

作者：李克恒杭州师范大学

学位级别：硕士

无线传感网络在智慧城市中具有重要的作用,用户可以随时访问传感器获得数据来处理各种事务。因此,无线传感网络中的隐私和安全是至关重要的,匿名认证和会话密钥协商协议是解决无线传感网络安全和隐私的重要方法。本文分析无线传感网络... 详细信息

无线传感网络在智慧城市中具有重要的作用,用户可以随时访问传感器获得数据来处理各种事务。因此,无线传感网络中的隐私和安全是至关重要的,匿名认证和会话密钥协商协议是解决无线传感网络安全和隐私的重要方法。本文分析无线传感网络及其两个应用场景的匿名认证协议,指出相关协议的安全性问题,并设计三种新的协议,实现无线传感网络的安全和隐私保护。首先对无线传感网络匿名认证协议进行研究。着重分析Luo等人的匿名认证协议,指出该协议无法抵抗传感器捕获攻击和验证表修改攻击,不具有完美前向安全性和会话密钥安全。基于Luo等人协议的网络模型和威胁模型,本文提出一种新的协议,克服Luo等人协议的缺陷。通过Pro Verif形式化安全性分析和非形式化安全性分析,新协议可以抵抗各种已知攻击。与相关协议性能对比的结果显示,新协议具有更高的效率。其次,对无线传感网络协议在智慧城市中的应用进行研究。着重分析Banerjee等人的匿名认证协议,发现该协议存在身份的可链接性、没有实现完美前向安全性和会话密钥安全,而且存在离线口令猜测攻击和假冒传感器攻击,并且给出具体的攻击方法。然后,本文设计基于三因子和椭圆曲线的匿名认证协议,通过形式化安全性验证工具Pro Verif和非形式化安全性分析对提出的协议进行分析,结果表明,提出的协议具有较好的安全性。经过与相关协议进行效率对比,提出的协议具有更高的效率。最后,对无线传感网络应用在智慧医疗系统中协议进行研究。其中着重分析Deebak等人的匿名认证协议,发现该协议存在传感器物理捕获攻击,并且给出详细的攻击方法。基于Deebak等人网络模型,本文使用双因子和椭圆曲线,设计出更高效和更安全的匿名认证协议。使用Pro Verif对改进协议进行形式化验证,结果表明可以抵抗多种攻击,而且实现用户和传感器的匿名性。非形式化安全分析结果表明,改进协议能抵抗各种已知的攻击。和相关协议进行效率比较,提出的协议具有更高效率。

关键词：无线传感网络匿名认证协议会话密钥协商三因子认证双因子认证