基于智能卡的身份认证方案的研究

发布时间：2017-04-24 21:11

  本文关键词：基于智能卡的身份认证方案的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息时代的来临,网络在我们生活中所扮演的角色的重要性不言而喻。我国国防、金融、教育、交通、医疗、通信等基础设施的运行当中都流淌着信息化的血液。然而,各种网络信息安全问题也日益突出。在线游戏、网络购物中的各种金融欺骗和网络盗号等问题,让网络使用者们如履薄冰。如何保障网络信息的真实性和完整性,已经成了一个备受关注的问题。密码学和认证技术的日趋成熟在一定程度上缓解了网络信息的安全问题。网络的开放性和虚拟性导致对网络通信实体的身份进行核实和认证成为了一个必要的任务。传统的基于口令的身份认证技术因为其所存在的安全缺陷已经逐步被淘汰,取而代之的是高新智能产品和密码学相结合的认证技术。本文总结了常用的身份认证方式,并对基于智能卡的身份认证协议进行了研究,详细分析了几个具有代表性的基于智能卡的身份认证方案。首先回顾了Hwang et al.、Das et al.的方案以及众多学者专家对其的研究分析。本文也对Hwang et al.、Das et al.的方案从安全性和实用性两个角度进行了分析,并提出本文的攻击方法,指出它们虽然能实现用户身份的认证却不能很好地保护用户的隐私,存在隐私泄露问题和信息统计攻击。然后,在对Shen et al.、Awasthi et al.等人对Hwang et al.的改进方案进行了研究后,指出Shen以及Awasthi等人的方案中,攻击者可以利用自己的身份ID伪造出新的口令PW进而成功登录服务器。而且这些认证方案都只实现了服务器对用户的单方向认证。最后,本文提出一个新的基于智能卡的身份认证方案。新方案采用了公钥密码的思想,安全性基于哈希函数的求逆困难性和求解有限域上的离散对数问题。新方案实现了服务器和用户的双向认证,保证了用户的匿名性,从实用性角度上增加了用户口令修改功能,并且能够抵抗重放攻击、中间人攻击、服务器伪造攻击、信息统计攻击等,并对新方案的效率进行了分析。
【关键词】：网络信息安全 智能卡 身份认证 密码学 匿名
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.08
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究背景和意义12
• 1.3 本文主要工作和章节安排12-15
• 第二章 智能卡和密码学相关基础15-31
• 2.1 智能卡系统15-21
• 2.1.1 智能卡概述15-16
• 2.1.2 智能卡分类16-18
• 2.1.3 智能卡系统的组成要素18
• 2.1.4 智能卡安全体系18-19
• 2.1.5 智能卡攻击技术19-21
• 2.2 密码学基础21-28
• 2.2.1 保密通信系统21-22
• 2.2.2 密码学发展历程22-24
• 2.2.3 密码体制分类24-28
• 2.3 现代密码学的数学基础28-30
• 2.3.1 单向散列函数28
• 2.3.2 离散对数28-30
• 2.4 小结30-31
• 第三章 身份认证技术31-41
• 3.1 Dolev-Yao模型和身份认证概述31-33
• 3.1.1 Dolev-Yao模型31
• 3.1.2 身份认证基础31-33
• 3.2 身份认证分类33-36
• 3.2.1 基于口令的身份认证33-36
• 3.2.2 基于智能卡的身份认证36
• 3.2.3 基于生物特征的身份认证36
• 3.3 网络环境下身份认证面临的攻击36-39
• 3.3.1 注册表被盗攻击36-37
• 3.3.2 重放攻击37
• 3.3.3 中间人攻击37
• 3.3.4 词典攻击37-38
• 3.3.5 内部攻击38
• 3.3.6 智能卡丢失攻击38
• 3.3.7 线路窃听38-39
• 3.3.8 异步攻击39
• 3.3.9 局部信息泄露攻击39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 基于智能卡的身份认证协议的分析研究41-57
• 4.1 Hwang-Li方案概述41-42
• 4.2 Hwang-Li方案的分析42-45
• 4.2.1 Chan et al. 的攻击42-43
• 4.2.2 Chang et al. 的攻击43
• 4.2.3 Shen et al. 的攻击43-44
• 4.2.4 本文对Hwang-Li方案的分析44-45
• 4.3 Shen et al. 对Hwang-Li方案的改进45-46
• 4.4 本文对Shen et al. 方案的分析46-48
• 4.4.1 Chan-Cheng攻击46
• 4.4.2 Chang-Hwang攻击46-47
• 4.4.3 Shen-Lin-Hwang攻击47-48
• 4.4.4 间接统计攻击48
• 4.4.5 服务器伪造攻击48
• 4.4.6 用户体验友好性48
• 4.5 Awasthi et al. 对Hwang-Li方案的改进48-50
• 4.6 本文对Awasthi et al. 方案的分析50-51
• 4.7 Das et al. 方案概述51-53
• 4.8 Das et al. 方案的分析53-55
• 4.8.1 智能卡丢失攻击53-54
• 4.8.2 信息统计攻击54-55
• 4.9 小结55-57
• 第五章 基于智能卡的身份认证协议的设计研究57-67
• 5.1 方案描述57-59
• 5.1.1 初始化阶段57-58
• 5.1.2 注册阶段58
• 5.1.3 登录阶段58
• 5.1.4 认证阶段58-59
• 5.1.5 密码修改阶段59
• 5.2 方案的正确性59-61
• 5.2.1 用户身份认证的正确性59-60
• 5.2.2 服务器身份认证的正确性60
• 5.2.3 密码修改的正确性60-61
• 5.3 安全性分析61-64
• 5.3.1 服务器伪造攻击61
• 5.3.2 中间人攻击61-62
• 5.3.3 内部攻击62
• 5.3.4 离线词典攻击62
• 5.3.5 智能卡丢失攻击62
• 5.3.6 重放攻击62-63
• 5.3.7 会话密钥的安全性63
• 5.3.8 用户匿名性63-64
• 5.4 性能分析64
• 5.5 小结64-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 附录A 参考文献69-73
• 附录B 致谢73-75
• 附录C 攻读学位期间发表的学术论文目录75

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