基于抗量子密鑰交換協(xié)議的SSH協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，人們對遠程登錄的需求也變得十分迫切，很多企業(yè)、組織對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及服務(wù)器的管理都需要使用遠程登錄服務(wù)。因此遠程登錄技術(shù)成為了非常熱門的一個研究課題。早期提供遠程服務(wù)的Telnet、FTP等均以明文的方式傳送數(shù)據(jù)，給用戶安全帶來了巨大的威脅。而SSH協(xié)議能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進行加密，因此它成為了目前應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議之一。
　　目前，SSH協(xié)議對傳輸數(shù)據(jù)加密使用的算法都是對稱加密算法，因此在數(shù)據(jù)

2、加密之前通信雙方需要安全地協(xié)商出一個共享密鑰，現(xiàn)階段此共享密鑰由DH算法生成。換句話說，DH算法生成的共享密鑰是SSH能夠提供安全傳輸?shù)闹刂兄?。眾所周知，DH算法的安全性依賴于計算離散對數(shù)的困難性。但是由于近年來量子理論的迅猛發(fā)展，已經(jīng)有學者找到了在多項式時間內(nèi)就能計算離散對數(shù)的量子算法，這導致基于離散對數(shù)的DH算法不再那么安全，SSH協(xié)議也面臨著巨大的挑戰(zhàn)與威脅。
　　本文以解決量子算法給SSH協(xié)議帶來的威脅為目的，深入研究了

3、SSH協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容，利用抗量子密鑰交換、RSA等算法設(shè)計了兩種對SSH的改進方案，并對兩種方案進行了源碼級的實現(xiàn)。具體的研究內(nèi)容與創(chuàng)新點如下:
　　(1)深入研究SSH協(xié)議的組織架構(gòu)和工作原理以及SSH能夠提供的安全服務(wù)類型，并詳細分析量子領(lǐng)域密鑰交換的研究現(xiàn)狀以及未來量子時代給SSH協(xié)議帶來的威脅。
　　(2)為有效解決SSH面臨的威脅，設(shè)計了兩種對SSH協(xié)議的改進方案。第一種方案基于R-LWE認證密鑰交換算法，此方案密

4、鑰交換速度快，且不需要其他密碼算法支撐。第二種改進方案在第一種方案的基礎(chǔ)上，又結(jié)合了SHA256算法和RSA算法，設(shè)計一個抗量子密鑰交換的協(xié)議簇，利用此協(xié)議簇對SSH進行改進。第二種改進方法為密鑰交換階段提供了數(shù)據(jù)完整性校驗功能。
　　(3)對以上兩種改進方案進行系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)，并對開發(fā)完成的系統(tǒng)進行了大量的連接測試實驗以及安全性驗證工作。實驗結(jié)果表明，兩種改進方案均能夠在不降低原有SSH性能和安全的條件下，提供抵抗量子攻擊的功能