认证与密钥交换协议

密钥交换协议之IKEv2

密钥交换协议之IKEv21. IKEv21.1 IKEv2简介IKEv2（Internet Key Exchange Version 2，互联⽹密钥交换协议第 2 版）是第 1 版本的 IKE 协议（本⽂简称 IKEv1）的增强版本。

IKEv2与 IKEv1 相同，具有⼀套⾃保护机制，可以在不安全的⽹络上安全地进⾏⾝份认证、密钥分发、建⽴ IPsec SA。

相对于 IKEv1， IKEv2 具有抗攻击能⼒和密钥交换能⼒更强以及报⽂交互数量较少等特点。

1.2 IKEv2的协商过程要建⽴⼀对 IPsec SA， IKEv1 需要经历两个阶段，⾄少需要交换 6 条消息。

在正常情况下， IKEv2只需要进⾏两次交互，使⽤ 4 条消息就可以完成⼀个 IKEv2 SA 和⼀对 IPsec SA 的协商建⽴，如果要求建⽴的 IPsec SA 的数⽬⼤于⼀对，则每增加⼀对 IPsec SA 只需要额外增加⼀次交互，也就是两条消息就可以完成，这相⽐于 IKEv1 简化了设备的处理过程，提⾼了协商效率。

IKEv2 定义了三种交互：初始交换、创建⼦ SA 交换以及通知交换。

下⾯简单介绍⼀下 IKEv2 协商过程中的初始交换过程。

如上图所⽰，IKEv2的初始交换过程中包含两个交换：IKE_SA_INIT交换（两条消息）和 IKE_AUTH交换（两条消息）。

IKE_SA_INIT 交换：完成 IKEv2 SA 参数的协商以及密钥交换；IKE_AUTH 交换：完成通信对等体的⾝份认证以及 IPsec SA 的创建。

这两个交换过程顺序完成后，可以建⽴⼀个 IKEv2 SA 和⼀对IPsec SA。

创建⼦ SA 交换：当⼀个 IKE SA 需要创建多个 IPsec SA 时，使⽤创建⼦ SA 交换来协商多于⼀个的 SA，另外还可⽤于进⾏ IKE SA 的重协商功能。

通知交换：⽤于传递控制信息，例如错误信息或通告信息。

1.3 IKEv2 引⼊的新特性1.3.1 IKEv2 ⽀持DH猜想在 IKE_SA_INIT 交换阶段，发起⽅采⽤“猜”的办法，猜⼀个响应⽅最可能使⽤的 DH 组携带在第⼀条消息中发送。

一个前向安全的基于口令认证的三方密钥交换协议

Ａｂｔａｔｓｒｃ
Ｍｏｓｓｗｏｄａｈｅｉａｅｋｙｅｈａｔｐａｓｒ — ｕｔｎｔｃｔｄｅｘｃｎｇｅｃｍｅｎｔｉｅａｕｒｏｄｅａｕｓｈｅｓｉｈｅｌｔｒｔｅｐｒｖｉｎａ —
ＷＵＳｈｕＨｕａＺＨＵｕ－ｉ — ＹｅＦｅ
（ｐｒｍｅｔｆＮｅｒｓｇｎｅｉｇ，ＩｆｒａｉｎＥｇｎｅｉｇＩｓｉｔ，ＤｅａｔｎｔｋｏｗｏＥｎｉｅｒｎｎｏｍｔｎｉｅｒｎｎｔｕｅｏｔＺｅｇｈｕＩｆｒｔｎＥｎｉｅｒｎｉｅｓｔｈｎｚｏｎｏｍａｉｇｎｅｉｇＵｎｖｒｉｏｙ，Ｚｅｇｈｕ４００）ｈｎｚｏ５０２
一
个可证前向安全的基于口认证的三方密钥交换协议，令使通信双声在认证服务器的帮助下能相互进行认证并建
立一个会话密钥．前人提出的基于口令认证的三方密钥交换协议相比，协议在计算代价和通信代价上都较有与该效，而更适用于资源受限的环境．协议的安全性是在口令型的选择基ＧａｆｅＨｅｌｎ问题难解的假设前提因此ｐＤｉｉｆ— ｌｍａ
下在随机谕示模型下证明的．
关键词口令；前向安全；三方；认证的密钥交换；随机谕示带
中图法分类号ＴＰ０３９
ＴｈｒｅＰａｔｓｗｏｄ－ｓｄＡｕｈｅｔｃｔｄＫｅｃｎｇｔｒｒ・ｅｕｉｙｅ－ｒｙＰａｓｒ・ＢａｅｔｎｉａｅｙＥｘｈａｅｗｉｈＦｏｗａｄ－ｃｒｔＳ

基于公钥体制的3GPP认证与密钥协商协议

收稿日期:2009-05-18;修回日期:2009-07-24。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(90604016)。

作者简介:邓亚平(1948-),男,重庆铜梁人,教授,主要研究方向:通信网络、网络安全;　付红(1985-),男,湖北荆州人,硕士,主要研究方向:通信网络、网络安全;　谢显中(1966-),男,重庆人,教授,主要研究方向:移动通信;　张玉成(1981-),男,江苏淮安人,博士研究生,主要研究方向:下一代网络;　石晶林(1972-),男,云南怒江人,研究员,博士生导师,主要研究方向:下一代网络。

文章编号:1001-9081(2009)11-2936-03基于公钥体制的3GPP 认证与密钥协商协议邓亚平1,付　红1,2,谢显中1,张玉成2,石晶林2(1.重庆邮电大学计算机科学与技术学院,重庆400065;　2.中国科学院计算技术研究所,北京100190)(woshifuhong1985@sina .com )摘　要:对比了第三代移动通信系统中的认证与密钥协商协议,分析了第三代合作伙伴计划(3GPP )最新发布的系统架构演进(S AE )Re1ease 8标准的认证与密钥协商协议,指出了协议中存在的几个安全缺陷。

针对协议的安全缺陷,结合公钥密码体制提出一种改进的3GPP S AE 认证与密钥协商协议。

改进协议利用公钥加密机制保护用户身份信息和网络域的用户认证向量,采用动态随机数方式生成本地认证中需要的密钥。

对改进协议进行安全和效率分析的结果表明,该协议可以有效解决上述安全缺陷,能以较少的资源开销获取安全性能的提升。

关键词:协议安全;公钥;认证;密钥协商;协议分析中图分类号:TP393.08 文献标志码:A3GPP authen ti ca ti on and key agree m en tprotocol ba sed on publi c key cryptosystemDE NG Ya 2p ing 1,F U Hong 1,2,X I E Xian 2zhong 1,Z HANG Yu 2cheng 2,SH I J ing 2lin2(1.College of Co m puter Science and Technology,Chongqing U niversity of Posts and Teleco mm unications,Chongqing 400065,China;2.Institute of Co m puting Technology,Chinese Acade m y of Sciences,B eijing 100190,China )Abstract:The authenticati on and key agree ment p r ot ocol adop ted by 3rd Generati on Partnershi p Pr oject (3GPP )Syste m A rchitecture Evoluti on (S AE )Release 8standard was analyzed in contrast with 3G,and several security defects in S AE p r ot ocol were pointed out,then an i m p r oved 3GPP S AE authenticati on and key agree ment p r ot ocol was put f or ward based on public key cryp t osyste m.I n the ne w p r ot ocol,user πs identity inf or mati on and authenticati on vect or in net w ork domain wereencryp ted based on public key cryp t osyste m,public parent key adop ted in l ocal authenticati on was generated by random data .The security and efficiency of the p r oposed new sche me was analyzed at last .The analysis results show that the p r oposal can effectively s olve the p r oble m s menti oned above and i m p r ove the security of p r ot ocol with less cost .Key words:p r ot ocol security;public key;authenticati on;key agree ment;p r ot ocol analysis0　引言通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunicati on Syste m,UM TS )认证与密钥协商机制在实现双向认证、密钥协商以及保证密钥新鲜性等基本功能的同时,也存在重定向攻击、用户身份泄露、序列号同步缺陷,以及认证向量易被截获的问题[1]。

一种智能家居网络中的轻量级身份认证方法

或与哈希运算；在认证与协商阶段，通过单向哈希当前会话密
钥获得可变共享密钥参与下一次认证，实现认证协议的一次一密。文献［２］提出了一种基于标识认证的矩阵密钥管理方案。该方案无需第三方在线参与，可实现本地认证，提供家居网络通
参与认证的设备方，如家居设备、网关或手机认证方Ｂ和Ａ之间的共享密钥单向防碰撞密文哈希函数随机数临时认证密钥认证消息会话密钥串联和按位异或操作
３．１初始化
１）Ａ和Ｂ首先通过近场通讯，安全共享一个长期密钥（１６０位以上）。例如，用户通过一部智能手机安装对应的ＡＰＰ软件，
法的接入监控摄像头来观察家中的活动，通过获得家居设备的
信的安全与可信任性保证。文献ｒ３］提出了一种用于以智能卡为基础的家居网络一次性密码方法。该方法采用单向散列函数进行用户认证，因此，计算代价低。文献［４］等人提出一种面向
福建电
ＤＯＩ：１０．１６７０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｆｊｐｃ．２０１７．０１．０６６
脑
ＵＪｌＡＮＣ０ＭＰＵＴ基Ｒ
一
种智能家居网络中的轻量级身份认证方法
侯海飞，孙思俭
（１重庆市第七中学重庆４０００３０；２重庆大学计算机学院重庆４０００３０）

密码套件解读

密码套件解读密码学是信息安全的基础，密码套件是密码学中的重要概念。

本文将从密码协议、加密算法、密钥交换、消息认证、协议版本和安全配置六个方面解读密码套件的含义。

一、密码协议密码协议是指在不安全的通信环境中，通信双方如何利用密码技术来保证信息的机密性、完整性、可用性和可控性等安全属性的一组协议。

常见的密码协议包括对称密码协议和非对称密码协议。

对称密码协议是指通信双方使用相同的密钥进行加密和解密操作。

常见的对称密码协议有DES、AES等。

非对称密码协议是指通信双方使用不同的密钥进行加密和解密操作，其中一个是公开的，另一个是保密的。

常见的非对称密码协议有RSA、ECC等。

二、加密算法加密算法是密码学中的核心部分，它是指将明文信息转换为密文信息的过程。

常见的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。

对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密算法。

它的特点是加解密速度快，但密钥管理难度较大。

常见的对称加密算法有DES、AES等。

非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的加密算法，其中一个密钥是公开的，另一个密钥是保密的。

它的特点是加解密速度较慢，但密钥管理较为简单。

常见的非对称加密算法有RSA、ECC等。

三、密钥交换密钥交换是指在不安全的通信环境中，通信双方如何协商出一个用于通信的密钥。

常见的密钥交换协议有Diffie-Hellman密钥交换协议、RSA密钥交换协议等。

四、消息认证消息认证是指在不安全的通信环境中，通信双方如何确认收到的消息是否来自对方。

常见的消息认证方法有HMAC、数字签名等。

五、协议版本在某些情况下，不同的协议版本可能包含不同的安全特性或漏洞，因此需要对使用的协议版本进行了解和管理。

例如，SSL/TLS协议的不同版本可能具有不同的安全特性，因此在选择使用时需要考虑其版本以及已知的安全问题。

六、安全配置安全配置是指针对特定系统或应用程序的安全参数进行设置和调整，以增强系统的安全性。

例如，对于Web服务器来说，可以设置SSL/TLS协议的加密套件列表和启用HSTS（HTTP Strict Transport Security）等措施来增强其安全性。

一种新的WAPI认证和密钥交换协议

2008年4月April 2008—164— 计算机工程Computer Engineering 第34卷第8期Vol.34 No.8 ·安全技术·文章编号：1000—3428(2008)08—0164—03文献标识码：A中图分类号：TP309.2一种新的WAPI 认证和密钥交换协议吴柳飞1,2，张玉清2，王凤娇2(1. 西安电子科技大学通信工程学院，西安 710071；2. 中国科学院研究生院国家计算机网络入侵防范中心，北京 100043)摘要：对中国无线局域网国家标准(GB/XG 15629.11-20031-2006)WAPI 中的认证密钥交换协议WAI 进行了安全性分析，指出存在的一些缺陷并作了相应改进，给出改进的WAI'协议在CK 安全模型下的安全性证明。

分析结果表明，WAI'具备CK 安全模型下相应的安全属性，符合WAPI 标准的要求。

关键词：WAPI 标准；WAI 协议；CK 安全模型；安全性分析Authentication and Key Exchange Protocol for WAPIWU Liu-fei 1,2, ZHANG Yu-qing 2, WANG Feng-jiao 2(1. Communication Engineering Institute, Xidian University, Xi’an 710071;2. National Computer Network Intrusion Protection Center, Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100043)【Abstract 】This paper analyzes the security of the authenticated key exchange protocol WAI in WAPI, points out its flaws and improves it. The security proof of the new protocol WAI' in CK security model is given, which indicates that WAI' has the corresponding security attributes in CK security model, and satisfies the requirements of WAPI.【Key words 】WAPI; WAI protocol; CK security model; security analysis为了适应无线网络通信的快速发展，我国自行制定了无线局域网国家标准(GB 15629.11-2003)WAPI [1]。

peap认证过程 -回复

peap认证过程-回复PEAP（Protected Extensible Authentication Protocol）是一种用于无线网络认证的安全协议。

它通过使用EAP（Extensible Authentication Protocol）框架和TLS（Transport Layer Security）协议来进行认证和加密通信，保护用户的身份和数据安全。

在本文中，我们将深入探讨PEAP 认证过程的每一步，并详细介绍它的实施细节和安全特性。

1. PEAP简介PEAP是由微软、赛门铁克和思科共同开发的一种无线网络认证协议。

它旨在解决传统的EAP协议存在的安全性和兼容性问题，同时提供更强大的身份验证和加密保护。

2. PEAP认证过程的第一步：服务器认证在PEAP认证过程中，服务器认证是首先要完成的步骤。

服务器使用数字证书证明其身份，并确保与客户端之间的安全通信。

数字证书通常由受信任的证书颁发机构（Certificate Authority）签发，用于验证服务器的真实性。

3. PEAP认证过程的第二步：客户端认证客户端认证是PEAP认证过程的第二个关键步骤。

在此步骤中，客户端验证服务器的真实性，并向服务器提供自身的身份信息。

客户端通常使用用户名和密码进行验证，但也可以使用其他类型的凭据，如数字证书。

4. PEAP认证过程的第三步：密钥交换经过服务器认证和客户端认证后，PEAP协议使用TLS协议执行进一步的加密和身份保护。

TLS协议通过密钥交换阶段来确保通信数据的保密性和完整性。

5. PEAP认证过程的第四步：会话建立在密钥交换后，服务器和客户端之间建立了安全的会话。

在此会话期间，使用共享密钥对通信数据进行加密和解密，以确保数据的保密性。

同时，会话还提供了完整性保护，以便在传输过程中检测到任何篡改尝试。

6. PEAP认证过程的第五步：身份验证结果在完成会话建立后，服务器和客户端将共享的认证结果进行交互。

RFC2408—ISAKMP

RFC2408: Internet安全联盟和密钥管理协议Internet Security Association and Key Management Protocol(ISAKMP)摘要：该文档为Internet团体指定了一个Internet标准协议栈。

它描述了利用安全概念来建立安全联盟（SA），以及Internet环境中密钥所需的协议。

安全联盟协议协商，建立，修改和删除安全联盟，以及Internet环境所需的属性。

Internet环境中，有多种安全机制，对于每一种安全机制都有多个可选项。

密钥管理协议必须健壮，以处理Internet团体公钥的产生，以及私人网络私钥的产生。

Internet安全联盟和密钥管理协议（ISAKMP）定义了认证一个通信同位体，安全联盟的建立和管理，密钥的产生方法，以及减少威胁（例如：服务否认和重放攻击）的过程。

在Internet环境里，对于建立和维护安全联盟（经过IP 安全服务和其它安全协议），这些都是必不可少的。

1 介绍此文档描述了因特网安全联盟和密钥管理协议（ISAKMP）。

ISAKMP结合加密安全的概念，密钥管理和安全联盟是用来建立政府，商家和因特网上的私有通信所需要的安全。

因特网安全联盟和密钥管理协议（ISAKMP）是用定义的程序和信息包的格式来建立、协商、修改和删除安全联盟（SA）的。

SA包括所有如IP层服务、传输或应用层服务或流通传输的自我保护的各种各样的网络协议所需要的信息。

ISAKMP定义了交换密钥生产的有效载荷和认证数据。

这些格式为依靠于密钥产生技术、加密算法和验证机制的传输密钥以及认证数据提供了一致的框架。

ISAKMP与密钥交换协议的不同处是把安全联盟管理的详细资料从密钥交换的详细资料中彻底的分离出来。

不同的密钥交换协议中的安全道具也是不同的。

但一个支持SA属性格式和谈判、修改、删除SA的共同的框架是需要的。

把函数分离为三部分，这给一个完整的ISAKMP执行的安全分析增加了复杂性。

“认证密钥协商协议”文件汇总

“认证密钥协商协议”文件汇总目录一、认证密钥协商协议的设计与分析二、基于身份和无证书的两方认证密钥协商协议研究三、认证密钥协商协议的设计与应用四、关于认证密钥协商协议若干问题的研究五、基于口令认证密钥协商协议设计六、高效的标准模型下基于身份认证密钥协商协议认证密钥协商协议的设计与分析认证密钥协商协议是网络安全中的关键组件，用于在通信双方之间建立安全、可验证的密钥。

这类协议广泛应用于各种安全通信场景，如电子商务、在线支付、物联网等。

随着网络技术的不断发展，对认证密钥协商协议的设计与分析显得尤为重要。

自20世纪80年代以来，许多认证密钥协商协议陆续被提出，主要包括基于对称加密和基于非对称加密两种类型。

其中，基于对称加密的协议具有良好的性能，但存在密钥分发和管理困难的问题；而基于非对称加密的协议则解决了这一问题，但通信效率和计算成本相对较高。

近年来，研究者们针对这些协议的不足之处进行了大量改进，提出了诸多优化方案。

为了设计一个高效的认证密钥协商协议，我们首先需要建立安全的会话，确保通信双方的连接不被窃听或篡改；需要实现安全的密钥交换，确保通信双方在交换过程中不会泄露密钥信息；需要进行有效的身份认证，以防止伪造和冒充攻击。

在会话建立阶段，我们可以采用安全的哈希函数和随机数生成器来确保会话的随机性和不可预测性。

同时，使用加密算法对通信内容进行加密，以防止窃听。

在密钥交换阶段，我们可以采用Diffie-Hellman 密钥交换算法来实现双方的安全密钥交换。

该算法能够保证在不安全的通信通道上交换密钥时，双方仍能安全通信。

在身份认证阶段，我们可以采用数字签名技术进行身份认证，确保通信双方的连接是安全、可信任的。

对于认证密钥协商协议的性能分析，我们需要从安全性、可用性、通信量和实现复杂度等多个方面进行评估。

在安全性方面，我们的协议采用了安全的哈希函数和加密算法来保护通信内容不被窃听或篡改。

Diffie-Hellman密钥交换算法和数字签名技术也能够保证通信双方的身份认证和密钥安全交换。

基于口令的认证密钥交换协议

2008年7月July 2008计算机工程Computer Engineering 第34 第14期Vol 卷.34 No.14 ·博士论文·文章编号：1000—3428(2008)14—0004—03文献标识码：A中图分类号：TP309基于口令的认证密钥交换协议王天芹(河南大学数据与知识工程研究所，开封 475001)摘要：提出一种基于(t , n )门限秘密共享技术的分布式口令认证密钥交换方案。

用户口令的验证密钥通过秘密共享方案在服务器组内进行分配，验证任务需要t 个服务器协调来完成，任意t -1个服务器合谋无法获得诚实服务器关于口令验证的任何信息。

动态生成每个服务器的局部密钥，保证了方案的前向安全性。

通过身份认证的各用户之间以对服务器组保密的方式交换会话密钥。

该方案在DDH 假设下被证明是安全的。

关键词：秘密共享方案；密钥交换协议；口令认证；DDH 假设Authenticated Key Exchange Protocol Based on PasswordWANG Tian-qin(Institute of Data and Knowledge Engineering, Henan University, Kaifeng 475001)【Abstract 】This paper presents a distributed password authenticated key exchange protocol based on (t , n )-threshold secret sharing scheme, in which a set of t servers jointly realizes the identification, whereas any conspiracy of fewer servers gains no information about the verification data.The scheme has the property of forward secrecy. The authenticated users possess the secret session key. Under the DDH assumption, the security of the scheme is proved.【Key words 】secret sharing scheme; key exchange protocol; password authentication; DDH assumption1 概述密码学的主要任务就是在不安全的环境中确保安全通信。

一种新的域间基于身份认证密钥协商协议

基于身份的公钥密码体制（Ｄ—ＰＣ）初由ＩＫ最Ｓａｒ提出。在ＩＰＣ中，体的公钥是直接ｈｍｉＤ— Ｋ实从其身份（ｄｎｉ）息（实体的ＩＰ地址、ｍｉＩｅｔ信ｙｔ如Ｅａｌ地址等等）到的二进制序列，而避免了证书的得从
则（Ｑ）≠ １Ｐ，；
第一作者简介：益栓（９９）男，黄１７一，安徽六安人，东药学院医广药信息工程学院，助教，研究方向：信息安全、网络安全。Ｅ— ｉ：ｍａｌ
地解决，如何保证参与方的认ｉ？例如在ＤｆｅｅｍａｉＥｉ —Ｈｌｎ密钥交换协议中，ｉｆｌ如何防止中间人攻击。目前的方案需要可信的第
三方竹ＰＴｕｔｈｒａｔ）支持；（ｒｓｄＴｉＰｒ的ｅｄｙ密钥的更新和管理有困难，同的域无法完成密钥交换。现提出一种新的域间基于身不
复杂管理；私钥由一个称为私钥生成中心（Ｋ其ＰＧ）
的（如１０比特以上的）例６素数。Ｇ、别写作加Ｇ分法群和乘法群。Ｇ、的双线性映射三ＧＸＧ一Ｇ上：
Ｇ是指满足如下性质的映射：
生的；，二密钥的更新很不容易，要处理大量的密需钥重生成过程；，钥的管理有困难，果不同域三密如的参数不同则无法完成密钥交换。
１一种新的域间基于身份认证的密钥交换协议

RFC2408- Internet安全联盟和密钥管理协议(ISAKMP)

RFC2408: Internet安全联盟和密钥管理协议(ISAKMP)Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP)摘要：该文档为Internet团体指定了一个Internet标准协议栈。

它描述了利用安全概念来建立安全联盟（SA），以及Internet环境中密钥所需的协议。

安全联盟协议协商，建立，修改和删除安全联盟，以及Internet环境所需的属性。

Internet环境中，有多种安全机制，对于每一种安全机制都有多个可选项。

密钥管理协议必须健壮，以处理Internet团体公钥的产生，以及私人网络私钥的产生。

Internet安全联盟和密钥管理协议（ISAKMP）定义了认证一个通信同位体，安全联盟的建立和管理，密钥的产生方法，以及减少威胁（例如：服务否认和重放攻击）的过程。

在Internet环境里，对于建立和维护安全联盟（经过IP 安全服务和其它安全协议），这些都是必不可少的。

目录1 介绍51.1 需要的技术术语 51.2 所需的商议 61.3 什么能够被协商？ 61.4 安全联盟和管理71.4.1 安全联盟和注册71.4.2 ISAKMP的需求71.5 认证81.5.1 认证中心81.5.2 实体命名81.5.3 ISAKMP的需求91.6 公钥加密系统91.6.1 密钥交换属性101.6.2 ISAKMP的需要101.7 ISAKMP保护 111.7.1 防止障碍(服务否认) 111.7.2 拦截连接111.7.3 中途攻击111.8 多播通信122 术语和概念122.1 ISAKMP术语 122.2 ISAKMP布置 132.3 协商状态142.4 标识安全联盟152.5 其它172.5.1 传输协议172.5.2 保留域172.5.3 反障碍标记的创建173 ISAKMP载荷183.2 ISAKMP头格式183.2 普通载荷头213.3 数据属性223.4 安全联盟载荷233.5 提议载荷243.6 传输载荷253.7 密钥交换载荷273.8 标识载荷283.9 证书载荷293.10 证书请求载荷313.11 哈希载荷323.12 签名载荷333.13 NONCE载荷333.14 通告载荷343.14.1 通告信息类型363.15 删除载荷383.16 厂商ID载荷404.6 证明唯一交换414.7 主动交换434.8 信息交换445 ISAKMP有效载荷处理445.1 普通信息处理455.2 ISAKMP头操作455.3 特殊有效载荷头处理475.4 安全联盟有效载荷处理485.5 提议有效载荷处理485.6 转换有效载荷处理495.7 密钥的交换有效负载的处理50 5.8 鉴定有效负载的处理505.9 处理的证书有效负载515.10 处理的证书请求有效负载 525.11 哈希值有效负载的处理535.12 签名有效负载的处理 535.13 目前有效负载的处理 545.14 通知有效负载的处理 545.15 删除有效负载的处理 566 结论58A ISAKMP 安全协会属性59A.1 背景/ 基本原理 59A.2 因特网IP 安全DOI 的分配值59A.3 支持安全协议59A.4 ISAKMP 鉴定类型值60A.4.1 ID_IPV4_ADDR 60A.4.2 ID_IPV4_ADDR_SUBNET 60A.4.3 ID_IPV6_ADDR 60A.4.4 ID_IPV6_ADDR_SUBNET 60B定义新的解释域 60B.1 状况61B.2 安全策略61B.3 命名计划62B.4 为指定安全服务的句法62B.5 有效负载说明62B.6 定义新交换类型的62安全考虑62IANA 考虑63解释域63支持的安全协议63鸣谢63参考数目64作者地址66版权声明671 介绍此文档描述了因特网安全联盟和密钥管理协议（ISAKMP）。

一种可证安全的两方口令认证密钥交换协议

第 39 卷 Vol.39
第1期 No.1Βιβλιοθήκη 计算机工程 Computer Engineering
文章编号：1000—3428(2013)01—0164—04 文献标识码：A
2013 年 1 月 January 2013
中图分类号：TP309.2
・安全技术・
一种可证安全的两方口令认证密钥交换协议
基金项目：广东省自然科学基金资助项目(8152500002000003)；广东高校优秀青年创新人才培育基金资助项目(201180) 作者简介：项顺伯(1979－)，男，讲师、硕士、CCF 会员，主研方向：密码学，计算机网络；彭志平，教授、博士；柯文德，副教授、博士研究生收稿日期：2011-10-31 修回日期：2011-12-24 E-mail：qingcheng33@
第 39 卷
第1期
项顺伯，彭志平，柯文德：一种可证安全的两方口令认证密钥交换协议
165
一种改进的 PAKA-X 协议，但该协议的实现较为复杂，通信代价大。文献 [9]提出 2 个改进的两方口令认证的密钥交换协议。文献 [10] 利用椭圆曲线提出一种改进的两方口令认证的密钥交换协议，并对改进的协议进行了安全性分析。本文提出一种新的两方口令认证密钥交换协议，简称 N-PAKA 。
1
概述
口令认证的密钥交换协议是指参与协议的两方或多方共享一个或多个低熵的口令来建立一个会话密钥，从而实现在不安全信道上安全地传输数据。在口令认证的密钥交换协议中，口令作为协议参与方的长期密钥，在没有被泄漏或被窃取的情况下，用来建立会话密钥，也用于协议的一方认证另一方。文献 [1]提出口令认证的两方密钥交换协议 EKE 。 EKE 是以 Diffie-Hellman 密钥交换协议为基础，实现两方之间的认证以及会话密钥的建立过程，该协议没有使用服务器的公钥且能抵御在线口令字典攻击。随后，大量的两方口令认证的密钥交换协议被提出。为了抵抗服务器泄漏攻击，文献 [2-7]研究了基于验证值

网络信息安全第7章鉴别和密钥分配协议

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7.1.3 单向鉴别协议
一、使用对称加密算法修改N-S协议就能用于电子邮件的单向鉴别（不能要求发送方A和接收方B同时在线）：
不能抗重放攻击，且加入时间戳的作用非常有限。
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二、使用公开加密算法
1）保证消息的机密性 A→B: E(PUB, Ks)||E(Ks, M) 2）实现鉴别（数字签名） A→B: M||E(PRA, H(M)) 3）同时实现鉴别和机密性 A→B: E(PUB, [M||E(PRA, H(M))]) 4）提高加密效率还需使用数字信封 A→B: E(PUB, Ks)||E(Ks, [M||E(PRA, H(M))])
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利用CA和数字证书分配公开密钥
3）公开密钥管理机构 CA对通信双方进行认证，每个通信方都有CA公钥并通过CA获得其他任何通信方的公钥——每一用户想与他人联系需求助CA，CA易成瓶颈。 4）公开密钥证书 CA事先为用户颁发数字证书，用户通信时只需下载并验证对方证书得到对方公钥，无需再联系CA。
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密钥分配的四种方法
1）A选定密钥，通过物理方法安全传递给B。 2）可信任第三方C选定密钥，通过物理方法安全传递给A和B。 3）若A和B都有到第三方C的加密连接，C通过该连接将密钥传递给A和B——密钥分配中心KDC，常用于对称密钥的分配。 4）若第三方C发布A和B的公钥，它们可用彼此的公钥来加密通信——认证中心CA，常用于公开密钥的分配。
Denning对N-S协议进行改进，加入了一个时间戳
时间戳T使A和B确信该会话密钥Ks刚刚产生
不能重放成功
但需要三者时钟同步，易遭受“禁止-重放攻击”
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一个可抗重放的鉴别协议
同时解决了重放攻击和“禁止-重放攻击”

IPsec 协议

介绍IPsec协议的作用和重要性IPsec（Internet Protocol Security）协议是一种网络安全协议，被广泛应用于保护互联网通信的机密性、完整性和身份认证。

它在互联网传输层上提供了安全性，确保数据在网络中的传输过程中不受未经授权的访问和篡改。

IPsec协议的作用和重要性体现在以下几个方面：1.保护数据的机密性：IPsec协议通过使用加密算法对数据进行加密，确保数据在传输过程中不会被窃取或泄露。

这对于敏感数据的传输，如个人隐私信息或商业机密信息，至关重要。

2.确保数据的完整性：IPsec协议使用哈希算法对数据进行完整性校验，防止数据在传输过程中被篡改或损坏。

这样，接收方可以验证数据的完整性，确保数据的准确性和可信度。

3.提供身份认证：IPsec协议使用身份认证机制，确保通信的两个节点是合法且可信的。

通过使用数字证书、预共享密钥等方法，IPsec可以验证通信的参与者的身份，防止伪造和欺骗攻击。

4.抵御网络攻击：IPsec协议可以有效抵御各种网络攻击，如中间人攻击、数据包嗅探和重放攻击等。

它提供了机制来防止未经授权的访问、数据篡改和信息泄露，从而增强了网络的安全性。

5.适用于各种网络环境：IPsec协议可以在各种网络环境下使用，包括局域网、广域网和虚拟专用网络（VPN）。

它为企业和个人提供了一种安全的通信方式，无论是在本地网络内部还是通过公共互联网进行远程访问。

综上所述，IPsec协议在保护互联网通信安全方面具有重要作用。

它通过提供加密、完整性保护和身份认证等机制，确保数据在传输过程中的安全性和可信度。

在当今信息化时代，保护网络通信的安全性变得至关重要，IPsec协议成为了实现这一目标的重要工具之一。

IPsec协议的基本原理和工作方式IPsec（Internet Protocol Security）协议是一种在网络层提供安全性的协议，用于保护互联网通信的机密性、完整性和身份认证。

它基于一系列协议和算法，以确保数据在传输过程中的安全性。

IPSec协议

1.介绍IPSec协议IPSec（Internet Protocol Security）是一种用于保护网络通信安全的协议套件。

它提供了一系列的安全性服务，包括数据的机密性、数据的完整性和数据的身份认证。

IPSec协议可以用于保护IP层的通信，确保数据在互联网上的传输是安全可靠的。

IPSec协议的核心目标是保护数据的隐私和完整性，以及防止未经授权的访问和数据篡改。

它通过在通信的两端加密和解密数据，以及进行身份验证来实现这些目标。

IPSec协议可以应用于多种网络通信场景，包括远程访问VPN（Virtual Private Network）、站点到站点VPN、虚拟专用局域网（VLAN）等。

它广泛应用于企业网络、云服务提供商和个人用户等领域。

IPSec协议的工作原理基于加密和认证机制。

它使用不同的协议和算法来实现数据的加密、身份认证和密钥交换。

IPSec协议通常与其他网络协议如IP（Internet Protocol）、IKE（Internet Key Exchange）等配合使用，以提供端到端的安全通信。

在IPSec协议中，数据被分为两个独立的安全性服务：认证头（Authentication Header，AH）和封装安全负载（Encapsulating Security Payload，ESP）。

AH提供了数据完整性和源身份验证，而ESP提供了数据机密性、数据完整性和源身份验证。

总之，IPSec协议在保护网络通信安全方面发挥着重要的作用。

它通过加密、身份认证和密钥交换等机制，确保数据在互联网上的传输是安全可靠的，为用户提供了更高的安全性和隐私保护。

2.IPSec协议的工作原理IPSec协议通过使用加密、认证和密钥交换等机制，实现了对网络通信的安全保护。

下面将详细介绍IPSec协议的工作原理：加密和认证IPSec协议使用加密和认证来保护数据的隐私和完整性。

加密是指将数据转换为不可读的密文，只有具备解密密钥的接收方才能将其还原为明文。

一个简便的三方密钥交换协议

一个简便的三方密钥交换协议【摘要】基于口令认证的三方密钥交换协议（3PAKE）是使通信双方在认证服务器的帮助下能相互进行认证并建立一个会话密钥。

在本论文中，我们提出了一个通过增强口令而不需服务器中间加密的简单的基于口令认证的三方密钥交换协议。

通过这种方式，每个客户端只共享一个值得信赖的服务器通用密码，任何两个客户端通过服务器的介入可以验证彼此并交换会话密钥。

相比以前的协议，我们所提出的协议无需加密密码且更有效率、更方便。

【关键词】口令攻击；口令；第三方协议；认证；密钥交换1.引言密码验证协定（PAKE关键交换）协议，是指用户和服务器之间共享口令或口令的验证值，服务器借此对用户进行身份的认证，并协助用户完成会话密钥的生成。

目的是通过各通信方的交互，建立共同的会话密钥，从而能够实现在不安全信道上的安全通信。

设计一个安全的PAKE面临这样一个问题，由密码是从一个比较小的范围中选取的，这样的协议很容易受到字典攻击。

Bellovin and Merritt[1]在此基础上，首次提出了两方的基于口令的密钥交换协议（2PAKE）解决了通信双方如何在不预先共享秘密的情况下协商会话密钥的问题，开辟了公钥密钥学的新方向。

加密的关键是通讯双方共同协商一个共享会话密钥，然后使用该会话密钥来加密所传送的消息。

自此，基于口令的认证方式成为使用最普遍也最方便的加密方式。

[9-11][2-3]但是2PAKE协议也存在弊端，由于2PAKE使用的是“用户一服务器”模型，用户所需要记忆的口令数会随着与它通信的用户数的增加而增加，这限制了协议在实际中的应用。

例如在大型通信环境中采用2PAKE 将导致“用户—用户”之间的密钥管理非常的复杂。

为了解决这个问题，一些第三方密钥验证协议（3PAKE）[4-7]随即被提出。

在一个3PAKE，每个用户只需要与一个可信的服务器（TS）共享一个简单口令，可信服务器认证通信双方并帮助持有不同口令的通信方生成会话密钥。

认证协议的分类

Network World •网络天地Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 29【关键词】认证服务认证协议安全缺陷攻击手段越来越复杂的电子商务、事物处理和公共服务形式，使用户越来越关注开放网络环境中安全的通信方式。

认证作为信息安全的重要部分之一，其安全性必须得以保障。

至今为止，已有一系列经典的认证协议被相继设计实现。

但是，许多认证协议在公开不久后就被证明出其设计方式有明显缺陷。

Moore[1]指出这些攻击往往不是密码算法本身的缺陷引起的，而是协议的设计方法或使用算法的方法不当造成的。

Clark 和Jacob[2]在1997年总结了大量经典的认证协议，并针对大部分协议进行了安全性分析，给出具体的攻击方式。

本文主要从以下三个方面对这些认证协议进行分类概述。

1 基于认证对象的划分认证协议通常是指一个实体向另一个实体证明自己声称的某个特定属性。

根据属性的不同，认证协议可分为消息认证（又称数据源认证）和实体认证（又称用户认证）。

消息认证的目的不仅要确保消息的完整性，还要确认消息的来源是否可信。

而实体认证是为了确认用户所声明的身份是否与验证方所寻求的用户一致，其身份信息可以作为一条消息以消息认证机制来处理构成实体认证。

值得注意的是，设计认证协议时往往需要保证消息和实体的鲜活性，以抵抗重放攻击。

因此，设计者通常会采用时间戳或者标准化的询问-应答机制来证认证协议的分类文/张清明消息或实体的鲜活性。

2 基于认证场景的划分由于认证协议即是一个通信过程，其必然涉及到至少两个通信实体。

因此依据真实的认证场景，可以将其分为单向认证和双向认证。

目前ISO （国际标准化组织）和IEC （国际电子协会）已将上述提到的询问-应答机制标准化构成基本的单向认证机制，即两个参与方中只有一个实体需要进行认证，比如电子邮件服务，其本质是接收者与发送者不需要同时在线，切接收者需要验证消息是否来自于所谓的发送者。

数字认证协议书

数字认证协议书甲方（认证机构）：_____________________乙方（用户）：________________________鉴于甲方是依法设立的数字认证服务机构，乙方需要甲方提供的数字认证服务以确保其电子交易和数据交换的安全性和真实性。

甲乙双方本着平等自愿、诚实信用的原则，经协商一致，就数字认证服务达成如下协议：## 第一条服务内容1.1 甲方同意根据乙方的要求，为乙方提供数字证书的申请、签发、更新、撤销等服务。

1.2 数字证书是指由甲方签发的，用于证明乙方身份的电子形式的凭证。

## 第二条服务期限2.1 本协议自双方签字盖章之日起生效，有效期为一年，除非双方另有书面约定。

## 第三条服务费用3.1 乙方应按照甲方规定的标准支付相应的数字认证服务费用。

3.2 具体费用标准及支付方式由双方另行商定。

## 第四条甲方的权利和义务4.1 甲方有权要求乙方提供真实、准确、完整的身份信息及相关材料。

4.2 甲方应保证数字证书的签发符合国家相关法律法规和技术标准。

4.3 甲方应保证数字证书的安全性，防止数字证书被非法复制、篡改或泄露。

## 第五条乙方的权利和义务5.1 乙方有权要求甲方按照约定提供数字认证服务。

5.2 乙方应保证提供给甲方的身份信息及相关材料的真实性、准确性和完整性。

5.3 乙方应妥善保管数字证书及其密钥，不得泄露或转借他人使用。

## 第六条保密条款6.1 双方应对在履行本协议过程中知悉的对方的商业秘密和技术秘密予以保密。

6.2 未经对方书面同意，任何一方不得向第三方披露、泄露或允许第三方使用上述秘密。

## 第七条违约责任7.1 任何一方违反本协议约定，应承担违约责任，并赔偿对方因此遭受的损失。

7.2 如因不可抗力导致任何一方不能履行或完全履行本协议，该方应及时通知对方，并提供相应证明，双方应协商解决。

## 第八条争议解决8.1 本协议在履行过程中发生的任何争议，双方应首先通过友好协商解决。