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基于无证书密码体制的机卡绑定算法

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优先出版 计 算 机 应 用 研 究 第32卷

-------------------------------- 基金项目：陕西省科技厅自然科学基础研究计划项目(2010JM2016)教育部人文社科青年项目(13YJC630195) 作者简介：张青(1969-)，女，湖北荆州人，讲师，博士，主要研究方向为信息安全、密码学(zhangqing_bupt@sina.com)． 基于无证书密码体制的机卡绑定算法 张 青 (天津财经大学 商学院，天津 300222) 摘 要：智能卡具有可以存储用户个人信息，进行低能耗计算的特点，经常被应用于对移动用户的远程认证场景中。针对移动用户和服务器交互的信息在公开信道上传递可能会泄露用户隐私的问题，提出一个不带有双线性对的无证书认证方案，方案在智能卡与移动设备之间建立绑定关系，避免了智能卡被盗用的危险。同时能抵御伪造和重放等常见攻击，与同类方案比较，在保持安全性的前提下需要更少的计算量和通信消耗。 关键词：无证书公钥密码；认证；智能卡；移动设备 中图分类号：TP309 文献标志码：A Research on binding smart card with mobile equipments based on certificateless public key cryptography ZHANG Qing (School of Business, Tianjin University of Finance & Economics, Tianjin 300222, China) Abstract: The smart card owned excellent futures, such as restoring the entity’s information, enjoying low-computation cost, which was usually adopted to authenticate the mobile entity remotely. However, there existed the potential safety hazard on divulging the user’s privacy for the reason that the data was transmitted in the public channel between the mobile client and server. This paper proposed a certificateless authentication scheme without pairing to establish the matching relationship between the smart card and mobile equipments, which avoids the risk of usurping the smart card. Moreover, this scheme enables to resist the forgery and replay attacks and keeps a higher security level. Compared with other related protocols, it needs less computation and communication cost while preserving a stronger security. Key Words: certificateless public key cryptography; authentication; smart card; mobile equipment 0 引言 物联网技术是在现有的网络架构基础上建立起来的可以在任何时间任何地点连接任何物体的网络结构[1]。在物联网中，所有的实体都聚集在一起为了共同的目标搜集和处理某些特定的信息。这些实体通常是被安置在无人值守的环境中的可移动设备，并通过无线信道进行数据传输。因此，设备间通信的安全性就显得至关重要。 当用户接入到物联网业务中时，为了保证通信的安全性，首先要做的就是对用户以及设备身份的合法性进行认证。然而，为了对身份的合法性进行认证，基于口令的认证机制由于其便于实施而被广泛应用于远程登录系统中。在传统的认证方案中，服务器必须要维护一个口令列表来存储系统中所有注册用户的口令。由于口令列表不能被泄露而且需要大量的存储空间，因此维护这样的口令列表需要大量的计算和存储消耗。最早的基于口令的远程认证方案由Lamport[2]于1981年提出，该方案利用了单项Hash函数和可信第三方，提高了方案的计算效率。但是该方案无法抵御针对口令列表的攻击。 为了避免针对口令列表所有可能的攻击，Chang和Wu[3]首次利用智能卡提出了一个远程认证方案，该方案在认证阶段使用签名技术和通信时戳技术，可以抵御重放攻击。2002年，Chien等人[4]提出了一个基于智能卡的认证方案，该方案不需要维护验证列表并且用户可以随意的选择口令。同时，Hwang等人[5]也利用智能卡提出了一个远程认证方案，该方案可以抵御重放攻击。在Juang的方案中[6]，用户和服务器在生成会话秘钥之前可以进行双向认证。Zhao和Gu[7]首次提出了三方可证明安全的三方口令认证密钥协商方案。利用基于身份的密码学方法（ID-PKC），Das等人[8]提出了一个带有双线性对运算的远程客户认证方案。尽管如此，这些方案都不能抵御伪造攻击。因此，Fang等人[9]对文献[8]中的方案进行了改进，他们的方案可以抵御伪造攻击。Giri和Srivastawa在文献[10]中指出，Fang等人的方案在抵御离线攻击时并不安全。但文献[10]中的方案需要使用到双线性对运算，而对运算的计算消耗远高于循环加法群中的数乘运算的计算消耗[11]，这一特点使得该方案不适用于移动设 文章预览已结束 获取全文请访问 http://www.arocmag.com/article/02-2015-03-043.html

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一种新的无证书签密方案

一种新的无证书签密方案

第２８卷第１Ｏ期　２０１１牟１０月　计算机应用研究　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ　Ｖｏｌ＿２８　Ｎｏ．１０　０ｃｔ．２０１１　

一种新的无证书签密方案术　

陈明　，吴开贵　，何盼　

（１．重庆医科大学附属第二医院信息中心，重庆４０００１０；２．重庆大学计算机学院，重庆４０００４４）　

摘要：．分析王会歌等人提出的一种无证书的签密方案（Ｗ—ＣＬ—ＳＣ）发现，由于公钥设置不合理，Ｗ．ＣＬ－ＳＣ方案　

没有’实现抗密钥托管属性。提出一种新的无证书签密方案，引入更强的敌手模型证明新方案能达到抗密钥托　

管、ＩＮＤ．ＣＣＡ２安全和ＥＵＦ．ＣＭＡ安全。分析表明，新机制是安全和有效的。　

关键词：无证书签密；双线性对；密钥托管；标准模型　

中图分类号：ＴＰ３０９　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—３６９５（２０１１）１０—３７９９—０４　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３６９５．２０１１．１０．０５３　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅｌｅｓｓ　ｓｉｇｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　

ＣＨＥＮ　Ｍｉｎｇ　，ＷＵ　Ｋａｉ—ｇｕｉ　，ＨＥ　Ｐａｎ　

（１．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｅｃｏｎｄ　Ａｆｆｉｌｉａｔｅｄ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００１０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＣｏｍｐｕ￣ｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅ￣ｉ＠，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００４４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，Ｗａｎｇ　Ｈｕｉ—ｇｅ，ｅｔ　ａ１．ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａ　ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅｌｅｓｓ　ｓｉｇｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ（Ｗ－ＣＬ—ＳＣ），ｂｕｔ　ｉｔ　ｄｉｄ　ｎｏｔ　ａｃｈｉｅｖｅ　ａｎ—　ｔｉ－ｋｅｙ　ｅｓｃｒｏｗ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｒｒａｔｉｏｎａｌ　ｐｕｂｌｉｃ　ｋｅｙ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅｌｅｓｓ　ｓｉｇｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ．Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ａｄｖｅｒｓａｒｙ　ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｓｃｈｅｍｅ　ｃｏｕｌｄ　ａｃｈｉｅｖｅ　ａｎｔｉ－ｋｅｙ　ｅｓｃｒｏｗ，ＩＮＤ—ＣＣＡ２　ａｎｄ　ＥＵＦ—　ＣＭＡ　ｓｅｃｕｒｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｓｅｃｕｒｅ　ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｅｒｔｉｆｉｅａｔｅｌｅｓｓ　ｓｉｇｎｃｒｙｐｔｉｏｎ；ｂｉｌｉｎｅａｒ　ｐａｉｒｉｎｇｓ；ｋｅｙ　ｅｓｃｒｏｗ；ｓｔａｎｄａｒｄ　ｍｏｄｅｌ　

高效的无证书签密方案

高效的无证书签密方案

高效的无证书签密方案

王星;钱海峰

【期刊名称】《计算机工程与应用》

【年(卷),期】2011(047)020

【摘 要】无证书的密码体制不但消除了传统公钥密码体制中的证书管理问题,而且解决了基于身份密码体制中的密钥泄露问题.签密方案结合了公钥加密和数字签名的功能,能够同时实现消息的机密性和认证性.提出一种新的无证书签密方案,新方案在签密过程中需要1次配对运算,在解签密过程中仅需要3次配对运算.与已有的方案相比,新方案具备更高的效率.在安全性方面,新方案满足机密性、不可伪造性和可公开验证性.%Certificateless cryptography not only overcomes the

certificate management problems in the traditional public key

cryptosystems, but also solves the key escrow problems in identity-based

cryptosystems.Signcryption scheme combines the functionality of public

key encryption and digital signature, which can realize the confidentiality

and unforgeability of message simultaneously.This paper presents an

efficient certificateless signcryption scheme,which only requires one

pairing operation in the signcryption phase and three pairing operations in

the unsigncryption phase. With comparison to the existing schemes,the

机卡绑定方案

机卡绑定方案

机卡绑定方案

随着移动互联网的快速发展，手机成为了人们生活中不可或缺的一部分。而手机卡则是手机正常运行和进行通信的基础。为了保障用户的信息安全和手机使用的便利性，机卡绑定方案应运而生。

机卡绑定，顾名思义就是将手机和手机卡进行绑定，使得只有绑定的手机才能正常使用该手机卡。这一方案的出现，主要是为了解决手机卡被盗用或者被其他人恶意使用的问题。通过机卡绑定，用户可以有效地控制手机卡的使用权限，防止信息泄露和资费被滥用。

机卡绑定方案的实施主要依赖于硬件和软件的配合。首先，手机厂商在生产手机时会将手机和手机卡的序列号进行绑定，使得只有绑定的手机才能使用该手机卡。同时，手机厂商还会在手机系统中内置相应的机卡绑定管理软件，用户可以通过该软件进行绑定和解绑的操作。

在机卡绑定方案中，用户可以根据自身需求进行选择。一方面，用户可以将自己的手机和手机卡进行绑定，确保只有自己的手机才能正常使用该手机卡。这种方案适用于那些对信息安全较为重视的用户，可以有效地防止手机卡被他人盗用或者被他人利用进行非法活动。

另一方面，用户也可以将多个手机和同一张手机卡进行绑定。这种方案适用于那些需要同时使用多个手机的用户，比如企业员工或者特定行业的工作者。通过将多个手机和同一张手机卡进行绑定，用户可以在不同的手机上同时接收来电和短信，提高了工作效率和便利性。

机卡绑定方案还可以应用于家庭和企业管理中。比如，家庭可以将家庭成员的手机和同一张手机卡进行绑定，实现家庭成员之间的通话和信息共享；企业可以将员工的手机和企业的统一手机卡进行绑定，方便企业管理和监督员工的通信行为。

然而，机卡绑定方案也存在一些问题和挑战。首先，用户可能会遇到机卡绑定不成功或者解绑困难的情况。这可能是由于硬件或软件故障导致的，需要用户与运营商或手机厂商进行沟通和解决。其次，机卡绑定也限制了用户更换手机的灵活性。一旦用户更换了手机，就需要重新进行机卡绑定的操作，增加了用户的操作复杂性和时间成本。

一类无证书签名方案的密码学分析与启示

一类无证书签名方案的密码学分析与启示

龙源期刊网

一类无证书签名方案的密码学分析与启示

作者：张玉磊 王彩芬 张永洁 程文华 韩亚宁

来源：《计算机应用》2009年第11期

摘要:无证书签名方案简化了传统公钥基础设施(PKI)对公钥证书的需求,必须考虑公钥替换攻击。通过对明王方案、LiChengSun方案、曹Paterson寇方案的分析,指出三个方案使用公钥对代替用户单一公钥的方法不能抵抗公钥替换攻击。采用“绑定”技术对该类方案进行改进,改进后的方案满足RafaelRicardo关于无证书的一般模式,可以抵抗公钥替换攻击。最后指出设计无证书签名方案时,不能直接套用基于身份的签名方案,必须注意无证书签名方案的环境要求。

关键词:无证书签名;密钥生成中心;公钥基础设施;公钥替换攻击;双线性对

中图分类号:TP309

文献标志码:A

0引言

为了简化传统公钥基础设施(PublicKeyInfrastructure,PKI)对公钥证书的需求,解决基于身份公钥密码系统(IDbasedPublicKeyCryptography,IDPKC)的密钥托管问题,文献[1]提出了无证书公钥密码系统(CertificatelessPublicKeyCryptography,CLPKC)。在CLPKC中,密钥生成中心(KeyGenerationCenter,KGC)不能完全获得用户的私钥,用户的私钥由KGC根据用户身份ID生成的部分私钥和用户自己选择的秘密值组合生成。CLPKC提出后,人们开始关注利用CLPKC实现数字签名,即无证书签名(CertificatelessSignature,CLS)。CLS不提供现用户公钥的认证,验证者无法验证签名者公钥的有效性,攻击者可以用选定的任意值替换签名者的公钥。因此,设计CLS方案时必须考虑一般用户的公钥替换攻击。

最近,文献[2-3]分别提出了无证书签名方案(下面分别简称为明方案和Li方案),文献[4]对文献[5]方案(GorantlaSaxena方案)实现了攻击和改进,并给出了改进方案的安全性证明(以下简称为曹方案)。为了抵抗一般用户的公钥替换攻击,这三个方案采用了相同的公钥模式,使用公钥对(XA,YA)代替一般公钥PA。使用公钥对(XA,YA)可以实现公钥有效性验证,但不能从根本上防止公钥替换攻击。经过分析,三个方案都存在公钥替换攻击。为了提高方案的安全性,给出了具体的攻击,同时,使用“绑定”技术[1]对方案做了改进,使改进方案满足RafaelRicardo关于无证书的一般定义模式[6],这样,方案可以能够抵抗适应性选择消息攻击下的存在性伪造。 龙源期刊网