密鑰協(xié)商協(xié)議及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)逐漸深入人們的生活，越來(lái)越多的人開始關(guān)注信息的安全。密鑰協(xié)商協(xié)議在通信系統(tǒng)中為通信的參與者提供身份認(rèn)證，并為參與者生成一個(gè)用來(lái)加密傳遞消息的臨時(shí)會(huì)話密鑰。 密鑰協(xié)商協(xié)議要用到的密碼學(xué)原語(yǔ)有加密算法、Hash算法、MAC、簽名算法等。根據(jù)參與者數(shù)目的不同，密鑰協(xié)商協(xié)議分為兩方密鑰協(xié)商協(xié)議、三方密鑰協(xié)商協(xié)議和組密鑰協(xié)商協(xié)議。除了隱含的密鑰認(rèn)證和密鑰確認(rèn)，密鑰協(xié)商協(xié)議還應(yīng)該具備如下一些性質(zhì)：已知會(huì)話密鑰安全、前向安

2、全、沒有密鑰泄漏模仿、沒有未知密鑰共享攻擊、沒有密鑰控制。在效率方面，密鑰協(xié)商協(xié)議應(yīng)該考慮通信復(fù)雜度和計(jì)算復(fù)雜度，其中通信復(fù)雜度包括：輪復(fù)雜度和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。本文從兩方密鑰協(xié)商協(xié)議、三方密鑰協(xié)商協(xié)議、組密鑰協(xié)商協(xié)議及應(yīng)用等方面對(duì)密鑰協(xié)商協(xié)議進(jìn)行深入研究，得到如下研究結(jié)果： 1.指出只要做一個(gè)簡(jiǎn)單的認(rèn)證，Chien等提出的對(duì)Chang等的數(shù)字簽名方案的偽造攻擊就是無(wú)效的。同時(shí)，對(duì)Chang等的簽名方案提出了一個(gè)新的偽造攻擊，并給出

3、了改進(jìn)方案(ZYWPC方案)。在沒有隨機(jī)Oracle的情況下，證明了ZYWPC方案具有存在性不可偽造的安全性。 2.Harn的協(xié)議是一個(gè)沒有單向Hash函數(shù)的認(rèn)證多密鑰協(xié)商協(xié)議。由于它不提供用戶認(rèn)證而容易受到重放攻擊、未知密鑰共享攻擊和DoS攻擊。Zhou等對(duì)Harn的協(xié)議進(jìn)行了攻擊，并給出了修改的協(xié)議。本文指出Zhou等的協(xié)議易受級(jí)聯(lián)攻擊，并提出了一個(gè)改進(jìn)的多密鑰協(xié)商協(xié)議，此協(xié)議比Harn的協(xié)議更安全，更高效。本文的這個(gè)協(xié)議提

4、供了用戶認(rèn)證和共享密鑰認(rèn)證，可以避免級(jí)聯(lián)攻擊。本文的協(xié)議需要傳遞3次消息，運(yùn)行一次該協(xié)議，參與者可以得到四個(gè)密鑰；如果A和B希望共享n2個(gè)密鑰，那么每個(gè)參與者必須傳遞n個(gè)臨時(shí)公鑰。 3.提出了一個(gè)兩方密鑰協(xié)商協(xié)議，這個(gè)協(xié)議用ZYWPC簽名方案提供認(rèn)證，并在沒有隨機(jī)Oracle的情況下證明了協(xié)議的安全性。 4.提出了一個(gè)不使用Hash函數(shù)的基于DDH問(wèn)題的組密鑰協(xié)商協(xié)議，并利用Bresson等的安全模型分析了協(xié)議的安全性。

5、這個(gè)協(xié)議在通信和計(jì)算上都是高效的，協(xié)議需要的輪數(shù)為2，每個(gè)用戶需要發(fā)送的消息數(shù)為6。 5.為了滿足遠(yuǎn)程控制主機(jī)的需要，微軟公司設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程桌面協(xié)議(RDP)。RDP協(xié)議雖然方便了用戶對(duì)遠(yuǎn)程主機(jī)的操作，但是也帶來(lái)了一些安全問(wèn)題。一些研究者指出，RDP協(xié)議容易受到中間人攻擊。本文針對(duì)這一問(wèn)題，提出了一個(gè)新的可以增強(qiáng)認(rèn)證性的密碼套件RDP-SKE，并在隨機(jī)Oracle模型下證明了其安全性。RDP-SKE能夠使RDP協(xié)議避免中間人攻擊，同