改进的三方口令验证元认证密钥交换协议∗

张启慧,胡学先,刘文芬,魏江宏

1(中国人民解放军战略支援部队信息工程大学,河南 郑州 450001)

2(桂林电子科技大学 计算机与信息安全学院,广西 桂林 541004)

当今,以移动互联网、云计算、大数据为代表的信息技术日新月异,使人们的日常生活不断网络化,资产不断数字化,构造安全的身份认证和密钥交换(AKE)协议逐渐成为保障用户数字化资产安全的关键.在所有的认证方式中,口令认证由于简单易用、方便部署,成为目前应用最为普遍的一种[1].

早在1992 年,Bellovin 等人[2]就开创性地提出第一个真正意义上能够抵抗离线字典攻击的两方口令认证密钥交换(PAKE)协议,其中,用户和服务器利用共享的低熵口令进行认证并生成高熵的会话密钥.PAKE 协议仅仅要求用户记住一个较短的口令,避免了传统的基于对称密钥的AKE 协议对存储初始对称密钥的专用硬件的需求,也无需网络中配有复杂的公钥基础设施,非常方便实际使用.随后,为进一步提高两方PAKE 协议的安全性和效率,密码学家针对两方PAKE 协议的设计与分析进行了深入的探索,基于可证明安全理论构建了适用于PAKE的安全模型[3-6],分别设计了在随机预言模型下安全的两方PAKE 协议[3,4,7,8]和在标准模型下安全的两方PAKE 协议[9-14].国际标准化组织(ISO)等机构还颁布了ISO/IEC 11770-4、IEEE Std 1363.2 等系列相关安全标准,进一步推动了PAKE 协议的广泛应用.

两方PAKE 协议比较适合“用户-服务器”架构下的两方通信,却不适合用在大规模用户相互通信的场合.此时,任何两个需……