基于身份的身份认证技术研究及应用

论文摘要

随着基于身份的密码体制研究的日益深入,出现了大量基于身份的密码学协议。目前已有大量使用于服务器和用户间的身份认证协议,但现实中有要求在用户和用户间进行认证的需求,如战场敌我识别系统。本文的主要研究就是用户间的基于身份的认证技术。本文首先详细讨论了基于双线性映射的身份认证体制框架模型及其安全性。随后基于离散数学难题假设和计算Diffie-Hellman困难性假设,提出一种利用双线性映射构建的基于身份的身份认证协议PIBI,并证明了该协议的正确性和安全性。利用PBC函数库,通过程序的具体实现分析了PIBI协议在安全的工作参数下的计算效率。然后,结合协作式敌我识别系统应用的特殊性,把提出的身份认证协议扩展到多个可信中心的情形以适合于协作式敌我识别系统的应用环境,并根据扩展后这些可信中心工作参数的相同与否分情况进行了详细阐述。最后探讨了认证方案在具体实施过程中需要进一步考虑的问题,如密钥管理和应用中的安全性等。由于所提出的身份认证协议在认证过程中并不需要直接传送用户持有的秘密信息,且每次认证交互中认证双方都引入了随机数因素实现动态认证,因而本协议的认证会话可采用非加密信道通信方式,节省了为维持加密信道而需要的系统开销。文中提出的部署对称密钥来辅助密钥撤销的方式在一定程度上解决了基于身份的密码体制密钥撤销困难的体制缺陷在应用中的不便。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 身份认证的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 存在的问题和本文的工作
• 1.3 本文的结构概要和内容安排
• 第二章 基础理论知识
• 2.1 密码学基础
• 2.1.1 椭圆曲线理论
• 2.1.2 双线性映射及相关数学难题
• 2.1.3 伪随机数发生器
• 2.1.4 单向散列函数
• 2.2 可证明安全性
• 2.2.1 归约证明
• 2.2.2 随机预言模型
• 2.3 身份认证
• 2.3.1 静态身份认证
• 2.3.2 动态身份认证
• 2.3.3 Dolev-Yao通信威胁模型
• 2.4 密钥管理
• 2.4.1 密钥产生与分发
• 2.4.2 密钥更新、撤销与销毁
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于ID的身份认证
• 3.1 IBE密码体制
• 3.1.1 基于身份的公钥基础设施
• 3.1.2 ID-PKI的优缺点分析
• 3.2 基于ID的动态身份认证
• 3.2.1 IBI认证模型
• 3.2.2 认证协议的安全性
• 3.3 PIBI认证协议
• 3.3.1 PIBI协议的描述
• 3.3.2 PIBI的完备性和可靠性
• 3.3.3 性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 适合于协作式IFF的认证方案
• 4.1 IFF系统的工作原理
• 4.2 适合于协作式IFF的身份认证识别方案
• 4.2.1 使用相同工作参数的认证
• 4.2.2 使用不同工作参数的认证
• 4.3 密钥管理相关问题
• 4.3.1 初始密钥分发问题
• 4.3.2 密钥更新与撤销问题
• 4.4 其它需要注意的问题
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果