面向隐私保护的口令认证和密钥交换协议研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

项目摘要

Nowadays, as people increasingly dependent on the network, users’ privacy protection is of increasing importance. Anonymous password authenticated key exchange (APAKE) protocols allow one to authenticate himself to a server and to exchange a high-entropy session key via only a low-entropy password, while preserve the user’s privacy. Because of their convenience in practice, APAKE protocols have attracted many attentions. However, the existed research works are usually analyzed in weak security models and rely on random oracle heuristics, and the efficiency of these schemes are also not sufficient for practical use. In this project, we address the problem of analyzing and designing APAKE protocols that are of stronger security guarantees in preserving users’ privacy, namely providing users with additional capacity of anonymous authentication. Firstly, in order to preserve security under protocol composition, we put forward an appropriate functionality for APAKE in the universal composability (UC) framework, which captures several security goals of APAKE in a unified way. Secondly, through utilizing standard cryptographic primitives, we design new APAKE protocols and prove their security in the standard model, i.e., without random oracle heuristics. Finally, for developing APAKE protocols that are suitable for large scale setting, we present a new approach for constructing password-protected-credential-based APAKE protocols. By using anonymous credentials based on symmetric keys instead of those based on public keys, practical APAKE protocols are provided. Through the research of this project, we could enrich and develop the provable security theory for APAKE protocols, construct APAKE protocols fulfilling high-level security requirements, and provide security supports for the development of the password- authenticated network information infrastructure.
随着人们对网络的依赖日益增强,用户隐私保护越来越重要。匿名口令认证密钥交换(APAKE)协议使得用户仅凭一个低熵口令就可以向服务器认证其合法身份,同时还能保护用户身份的隐私性。本项目针对现有APAKE协议安全模型偏弱、基础假设过强、实现效率较低等不足,对增强安全属性的APAKE协议分析和设计问题进行系统的研究。首先,面向协议的可组合安全性,在通用可组合框架下给出APAKE协议的安全定义,对多个安全目标进行统一地刻画;其次,针对用户仅拥有口令的情形,利用标准密码学原语作为构件,设计标准模型下可证明安全的APAKE协议;最后,面向大规模用户群组应用场景,利用基于对称密钥的凭证系统提出基于口令保护凭证的APAKE协议设计新方法,给出高效实用的APAKE协议新构造。本项目研究可以深化口令协议的可证明安全理论,丰富强安全APAKE协议设计方法,为基于口令认证的网络信息基础设施建设提供安全技术支撑。

结项摘要

匿名口令认证密钥交换(APAKE)协议使得用户仅凭一个低熵口令就可以向服务器认证其合法身份,同时还能保护用户身份的隐私性。本项目针对现有APAKE协议安全模型偏弱、基础假设过强、实现效率较低等不足,对增强安全属性的APAKE协议分析和设计问题进行系统的研究。在APAKE协议的安全定义方面,我们在通用可组合框架(UC)下构造了同时实现PAKE基本安全目标和用户身份匿名性的APAKE理想功能,给出了UC安全的APAKE的严格定义;在基于纯口令的APAKE协议设计方面,我们设计了首个标准模型下基于纯口令的APAKE协议,并利用可证明安全理论对所设计的协议进行了严格的安全性证明;在基于口令保护凭证的APAKE协议设计方面,我们提出了一个新的、更快的基于口令保护凭证的APAKE协议,将现有国际标准ISO/IEC 20009-4中同类方案的最快登录时间从385毫秒提高到了约2.8毫秒;另外,项目组还对研究内容进行关联性拓展,对UC安全的网关PAKE协议、UC安全的三方PAKE协议、安全性增强的多因素认证密钥协商协议、存储可撤销的多机构密文策略属性基加密及其在云数据安全共享中的应用、前向安全和标准模型下安全的属性基签名方案、隐私保护的数据发布和挖掘等增强安全属性的协议和算法也开展了相关研究,取得了丰硕的成果。本项目研究成果丰富了强安全APAKE协议设计理论和方法,为基于口令认证的网络信息基础设施建设提供安全技术支撑。在上述研究的基础上,绝大部分结果已形成学术论文,在“SCIENCE CHINA Information Sciences”,“ACM CCS 2016”和“计算机学报”等国内外重要期刊和学术会议上发表相关论文23篇,其中SCI检索论文16篇,EI检索论文7篇;培养博士生2名,硕士生4名,其中1名博士的学位论文被评为信息工程大学优秀博士学位论文。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Secure and Efficient Attribute-Based Access Control for Multiauthority Cloud Storage
安全高效的基于属性的多权限云存储访问控制
  • DOI:
    10.1109/jsyst.2016.2633559
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    IEEE Systems Journal
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Wei Jianghong;Liu Wenfen;Hu Xuexian
  • 通讯作者:
    Hu Xuexian
Fast Constrained Spectral Clustering and Cluster Ensemble with Random Projection.
具有随机投影的快速约束谱聚类和聚类集成
  • DOI:
    10.1155/2017/2658707
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Computational intelligence and neuroscience
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu W;Ye M;Wei J;Hu X
  • 通讯作者:
    Hu X
基于快速地标采样的大规模谱聚类算法
  • DOI:
    10.11999/jeit160260
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶茂;刘文芬
  • 通讯作者:
    刘文芬
Practical attribute-based signature: traceability and revocability
实用的基于属性的签名:可追溯性和可撤销性
  • DOI:
    10.1093/comjnl/bxw045
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    The Computer Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wei Jianghong;Huang Xinyi;Liu Wenfen;Hu Xuexian
  • 通讯作者:
    Hu Xuexian
Fuzzy c-means and cluster ensemble with random projection for big data clustering
用于大数据聚类的模糊 c 均值和具有随机投影的聚类集成
  • DOI:
    10.1155/2016/6529794
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ye Mao;Liu Wenfen;Wei Jianghong;Hu Xuexian
  • 通讯作者:
    Hu Xuexian

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其他文献

基于信誉评估机制和区块链的移动网络联邦学习方案
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    网络与信息安全学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨明;胡学先;张启慧;魏江宏;刘文芬
  • 通讯作者:
    刘文芬
改进的三方口令验证元认证密钥交换协议
  • DOI:
    10.13328/j.cnki.jos.005805
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    软件学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张启慧;胡学先;刘文芬;魏江宏
  • 通讯作者:
    魏江宏
点差分隐私下基于度序列的图生成模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    信息工程大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林子杰;张宇轩;刘文芬;胡学先
  • 通讯作者:
    胡学先

其他文献

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胡学先的其他基金

面向复杂网络架构的匿名口令认证协议研究
  • 批准号:
    62172433
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    59.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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