云環(huán)境下基于口令的強(qiáng)零知識(shí)身份認(rèn)證方案研究.pdf

1、云計(jì)算是一種新的計(jì)算模式，可以使用戶實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等方面的工作。云服務(wù)可為用戶提供巨大的存儲(chǔ)和計(jì)算資源，解決了用戶本地資源有限的問題，從而提高工作效率。然而，隨著云計(jì)算應(yīng)用和云服務(wù)模式的迅速崛起，數(shù)據(jù)安全和隱私問題正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。一般解決網(wǎng)絡(luò)信息安全問題的機(jī)制中，對(duì)用戶實(shí)施嚴(yán)格的身份認(rèn)證是系統(tǒng)最基本也是最重要的關(guān)卡，為后續(xù)控制用戶訪問服務(wù)的權(quán)限做好鋪墊。在各種身份認(rèn)證技術(shù)中，基于口令的認(rèn)證方式因其便攜性，受到了人們的

2、廣泛關(guān)注。基于口令的認(rèn)證密鑰交換協(xié)議（Password-Authenticated Key Exchange，PAKE）采用用戶和服務(wù)器間共享口令或口令認(rèn)證值的方式實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對(duì)用戶的身份認(rèn)證，同時(shí)協(xié)助用戶完成會(huì)話密鑰的生成。這是目前解決該問題行之有效的一種方法。目前已經(jīng)提出了許多相關(guān)的協(xié)議。但應(yīng)對(duì)云環(huán)境的安全需求，仍存在一些需要解決的問題：比如，如何減輕用戶記憶口令的困難，實(shí)現(xiàn)弱口令強(qiáng)認(rèn)證；如何實(shí)現(xiàn)通信雙方交互認(rèn)證；如何滿足安全和效率的

3、最優(yōu)化；如何盡可能的抵制各種攻擊等。
　　鑒于此，本文研究云環(huán)境下遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸安全和身份認(rèn)證問題，重點(diǎn)對(duì)基于口令的認(rèn)證密鑰協(xié)商協(xié)議的若干關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了研究。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1.提出一種基于虛擬口令的強(qiáng)零知識(shí)身份認(rèn)證機(jī)制。在分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，考慮用戶很難記住安全性較高的復(fù)雜口令，而往往選擇與自己相關(guān)聯(lián)的、具有特定意義的字符串作為口令，并且?guī)缀醪粫?huì)主動(dòng)定期修改口令等問題，我們基于新思想下挑戰(zhàn)/應(yīng)答模式的動(dòng)態(tài)口

4、令身份認(rèn)證模型，結(jié)合虛擬口令的特性，設(shè)計(jì)了一種基于虛擬口令的零知識(shí)身份認(rèn)證方案。該方案可確保通信雙方隱私信息的匿名性和安全性。且在本方案中，用戶可以自由選擇口令，所需記憶的僅僅是弱熵的短口令。安全性分析表明，我們所提的身份認(rèn)證方案實(shí)現(xiàn)了弱口令強(qiáng)認(rèn)證，可以克服若干攻擊威脅。本方案適合于在分布式環(huán)境中實(shí)現(xiàn)用戶和服務(wù)器間的雙向身份認(rèn)證。
　　2.通過對(duì)Chen等人提出的基于智能卡和口令的認(rèn)證密鑰協(xié)商方案進(jìn)行安全性分析，發(fā)現(xiàn)Chen等人的

5、方案存在離線口令猜測攻擊，且缺乏完備前向安全性。鑒于此，本文在前面所提出的基于虛擬口令的強(qiáng)零知識(shí)身份認(rèn)證方案的基礎(chǔ)上，引入會(huì)話密鑰協(xié)商協(xié)議，提出一種基于虛擬口令和會(huì)話密鑰協(xié)商的零知識(shí)身份認(rèn)證方案。此方案不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶的身份認(rèn)證，同時(shí)為開放網(wǎng)絡(luò)中的通信雙方的用戶建立了一條安全的通信信道，保證了通信雙方交互信息傳輸?shù)陌踩４朔桨负芎玫亟鉀Q了Chen等人方案中存在的離線口令猜測攻擊，達(dá)到了完備前向安全，適用于大數(shù)據(jù)環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸和