现代密码学第十讲身份鉴别协议.pdf

《现代密码学》第十章

身份鉴别协议

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上章内容回顾

密钥管理简介

密钥分配

密钥协商

PKI及数字证书简介

秘密共享

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本章主要内容

身份鉴别的定义

口令认证协议

挑战应答协议

对身份识别协议的攻击和对策

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身份鉴别的定义

身份鉴别：又称为身份识别、实体认证。
它是这样一个过程，即其中一方确信参与协
议的第二方的身份，并确信第二方真正参与
了该过程。

用户的身份识别是许多应用系统的第一道防
线，其目的在于识别用户的合法性，从而阻
止非法用户访问系统。身份识别（认证）对
确保系统和数据的安全保密是极其重要的。

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身份鉴别的定义

已知事物：口令、个人识别码(PIN)、挑
战-响应协议中已被证实的秘密或私钥。

已拥有的事物：通常是物理配件。如，磁卡、
智能卡(或IC卡)、口令生成器

固有事物(对某个人)：利用人类物理特征和
无意行为。如，手写签名、指纹、声音、视
网膜模式、手的几何形状等。（非密码学的）

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身份鉴别的定义

用于实现身份识别的协议。

协议：是一系列步骤，它包括两方和多
方，设计它的目的是要完成一项任务。

„协议是从开始到结束的一个序列，每步必须依
次执行

„完成协议至少需要两个人

„协议的目的是为了做一些事情

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身份鉴别的定义

身份鉴别协议满足的条件：
1、在诚实的情况下，声称者Alice能向验证
者Bob证明他确实是Alice；
2、不同于Alice的实体C以Alice的身份，让
Bob相信C是Alice的概率可忽略不计;
3、在声称者Alice向验证者Bob声称他的身份
后，验证者Bob不能获得任何有用的信息，
Bob也不能模仿Alice向其他第三方证明他
就是Alice。

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身份鉴别的定义
身份鉴别技术分类
①Passwords（weakauthentication）：系统检查
口令是否与系统拥有的相应用户数据相匹配，批
准声明的身份访问资源

„用户ID是声称的身份

„口令是支持声称的证据：固定口令、PIN和通行密钥
②Challenge-responseidentification（strong
authentication）：通过向验证者展示与证明者
实体有关的秘密知识来证明自己的身份，但在协
议中并没有向验证者泄露秘密本身。

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口令认证协议
固定口令

AB
ID,PW
PassWordAPW
检查口令
„1）存储的口令文件和身份

„以明文形式将用户口令存储在系统口令文件中

„口令文件需读保护和写保护
„2）“加密的”口令文件

„存储口令的单向函数值

„口令文件需写保护

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口令认证协议

3）口令加盐(SaltingPasswords)
„第一环节：口令字段字符串的生成：s=Agen(Dsalt,pw)
①给口令pw撒盐：Dpw=Asalt(Dsalt，pw)；
②用撒盐结果做密钥：K=Dpw；
③用一个64位的全0位串构造一个数据块Dp；
④设循环次数：i=0；
⑤对数据块加密：Dc=Acrypt(K,Dp)；
⑥Dp=Dc，i=i+1；
⑦如果i<25，则回到第⑤步；
⑧把数据块变换成字符串：s=Atrans(Dc)；
⑨返回s。

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口令认证协议

第二环节：口令字段信息维护：
①接收用户提供的口令pw；
②生成一个盐值：Dsalt=Arandom()；
③生成口令信息：s=Agen(Dsalt,pw)；
④把口令信息s和Dsalt存入数据库的口令
字段中。

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口令认证协议

第三环节：身份认证过程：
①接收用户提供的帐户名Dname和口令
pw；
②在帐户信息数据库中检查Dname的合法
性，如果合法，则找出其对应的s和Dsalt；
③生成临时口令信息：sr=Agen(Dsalt,
pw)；
④如果sr与s相等，则认证成功，否则，认
证失败。
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口令认证协议

4）PIN(PersonalIdentificationNumbers)：

„属于固定(时不变)口令类，作为身份验证的证
据，通常和磁卡(或芯片卡、门卡)等一起使用。

„通常很短，如4-8位数字

„限制PIN的输入尝试次数

„也可与通行码生成器一起使用：映射为通行密
钥（如56bits的DES密钥），以保证用户和知
道用户口令的系统间的安全通信

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口令认证协议

在第四种方法中，两种身份验证的技术是结
合在一起的。该类验证的一个很好的例子就
是带有PIN(个人身份号码)的自动取款机卡。
这种卡属于"拥有某事"这一类，PIN属于"知
道某事"这一类。PIN就是一个可以提高卡的
安全性的口令。如果卡丢失了，不知道PIN
的话，也不能使用。然而，PIN的数字通常
是非常短