认证密钥协商协议的研究

论文摘要

随着移动通信和网络技术的发展,人们对于网络等的应用越来越普及。为了满足人们的需求,网络上提供的服务也越来越广泛。现如今,电子商务技术使得人们已经可以足不出户,通过互联网就能完成交易。大量的个人信息通过网络来传递,随之而来的安全问题也受到人们越来越多的重视。为了保证传输信息的安全,人们采用了加密的方式。现代密码体制中,加密后的消息（密文）的安全是基于密钥的安全的。也就是说,只有知道了加密过程中使用的密钥,才能对密文进行解密得到加密前的消息（明文）。可见,密钥的安全性是相当重要的。密钥协商协议正是解决这一问题的。本文对双方的认证密钥协商协议和认证组密钥协商协议进行了深入的研究。关于双方的认证密钥协商协议,首先对国内外目前的研究现状做了分析,并在已有协议的基础上,提出了一个基于身份的认证密钥协商协议IBAKAP。该协议运用了双线性对,计算量小。但经过对该协议进一步的研究,发现该协议并没有提供未知密钥共享安全性。为了解决安全性问题,在IBAKAP协议的基础上,提出了一个新的基于身份的认证密钥协商协议SAKEP。该协议弥补了IBAKAP的安全漏洞,同时在Bellare-Rogaway模型下,对其安全性进行了证明。认证组密钥协商协议方面,研究了大量已有的组密钥协商协议。对双方的可证安全的认证密钥协商协议SAKEP进行扩展,使其能够适用于多个用户的情况,即将其扩展为一个多方的认证密钥协商协议。该协议的安全性同样在Bellare-Rogaway模型下进行了证明。研究了一些基于多线性表的协议,这些认证组密钥协商协议中的多个参与者只需要一轮就能协商出会话密钥。可见运用了多线性表的认证密钥协商协议具有较高的效率。提出了一个运用了多线性表的基于身份的认证组密钥协商协议。该协议继承了基于多线性表的协议的高效率的优点,同时弥补了已有协议的安全性漏洞,其安全性在Bellare-Rogaway模型下进行了证明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 双方认证密钥协商协议
• 1.2.2 多方认证密钥协商协议（认证组密钥协商协议）
• 1.3 本文所做的主要工作及研究特点
• 1.3.1 主要工作
• 1.3.2 研究特点
• 1.4 本文内容组织
• 第二章 研究基础知识
• 2.1 基于身份的密码系统
• 2.2 椭圆曲线体制
• 2.2.1 交换群
• 2.2.2 椭圆曲线算术
• 2.2.2.1 实数域上的椭圆曲线
• p上的椭圆曲线'>2.2.2.2 Z_p上的椭圆曲线
• m）上的椭圆曲线'>2.2.2.3 GF（2^m）上的椭圆曲线
• 2.2.3 椭圆曲线离散对数问题
• 2.2.4 椭圆曲线及其优越性
• 2.3 认证密钥协商协议的安全性
• 2.3.1 安全特性
• 2.3.2 安全性证明模型
• 2.4 认证密钥协商协议的性能分析
• 2.5 小结
• 第三章 基于身份的认证密钥协商协议—IBAKAP
• 3.1 双线性对
• 3.2 Smart的协议和Chen等的协议
• 3.2.1 Smart的协议
• 3.2.2 Chen等的协议
• 3.3 协议IBAKAP
• 3.4 协议IBAKAP的分析
• 3.4.1 协议IBAKAP的计算代价分析
• 3.4.2 协议IBAKAP安全漏洞分析
• 3.5 小结
• 第四章 可证安全的认证密钥协商协议—SAKEP
• 4.1 协议SAKEP
• 4.2 协议SAKEP的安全性
• 4.2.1 协议SAKEP的安全性分析
• 4.2.2 协议SAKEP的安全性证明
• 4.3 协议的实用性
• 4.3.1 协议的计算代价
• 4.3.2 协议中的密钥托管问题
• 4.3.3 密钥确认问题
• 4.4 小结
• 第五章 认证组密钥协商协议
• 5.1 协议描述
• 5.2 协议的安全性
• 5.2.1 安全性分析
• 5.2.2 安全性证明
• 5.3 协议的实用性
• 5.3.1 协议的性能
• 5.3.2 协议中的密钥托管问题
• 5.3.3 密钥确认问题
• 5.4 小结
• 第六章 基于多线性表的认证组密钥协商协议
• 6.1 多线性表
• 6.2 已有协议及其安全性
• 6.2.1 多方的Diffie-Hellman密钥协商协议
• 6.2.2 ID-MAK协议
• 6.2.3 协议缺陷
• 6.3 提出的新协议
• 6.4 协议的安全性
• 6.4.1 安全性分析
• 6.4.2 安全性证明
• 6.5 协议的实用性
• 6.5.1 协议的性能
• 6.5.2 协议中的密钥托管问题
• 6.5.3 密钥确认问题
• 6.6 小结
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果
• 修改提纲