安全认证协议应用十分广泛,从使用U盾登录银行账户、网上购物,到安全地收发电子邮件、远程办公,以及今天迅猛发展的金融科技,这些已逐渐被人们熟悉的服务背后,都离不开安全认证协议的支持。常用的基础安全认证协议主要有零知识证明、数字签名、认证密钥交换和口令认证等。
本书重点围绕常用的基础安全认证协议、抗量子安全认证协议及其可证明安全性理论,面向基础问题和量子计算时代,结合安全认证协议的标准化和实用化发展趋势,介绍了作者20多年来在安全认证协议方面的原创性成果,主要包括零知识证明、数字签名、认证密钥交换和口令认证等理论与方法。同时,为了便于初学者阅读,本书专门概述了一些相关的基本概念和基础知识。
样章试读
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“密码理论与技术丛书” 序
前言
第1章 绪论 1
1.1 密码算法概述 1
1.1.1 密码算法分类 2
1.1.2 对称密码算法 2
1.1.3 公钥密码算法 8
1.1.4 Hash函数与MAC 17
1.1.5 密钥管理 20
1.2 安全协议概述 21
1.2.1 安全协议的分类 21
1.2.2 安全协议的系统模型 22
1.2.3 安全协议的安全属性 23
1.2.4 安全协议的设计准则 24
1.2.5 安全协议发展的驱动力 25
1.2.6 安全协议具体实例 25
1.3 可证明安全性理论与方法 29
1.3.1 可证明安全性的基本思想 30
1.3.2 随机谕示器模型方法论 31
1.3.3 标准模型中安全的公钥密码 34
1.3.4 面向密钥交换协议的安全模型 35
1.4 本书主要内容和安排 38
1.5 注记 43
参考文献 44
第2章 零知识证明 46
2.1 基本概念 47
2.1.1 零知识证明/论证系统 47
2.1.2 并发环境中零知识论证系统 49
2.1.3 重置环境中零知识论证系统 50
2.1.4 BPK模型中可重置零知识、并发零知识及可靠性 54
2.2 实例依赖密码学原语 58
2.2.1 实例依赖的可验证随机函数 58
2.2.2 公钥实例依赖的零知识论证系统 67
2.2.3 实例依赖的证据不可区分论证系统 73
2.3 双重可重置猜想的证明 87
2.3.1 公钥实例依赖的完美零知识论证系统 88
2.3.2 重置可靠的可重置零知识论证系统.90
2.3.3 协议2.3.3的重置可靠性分析 93
2.3.4 协议2.3.3的可重置零知识性：模拟器构造 95
2.3.5 协议2.3.3的可重置零知识性：模拟器安全性分析 100
2.3.6 协议2.3.3的可重置零知识性：模拟器的运行时间分析 111
2.4 BPK模型中可重置零知识 113
2.4.1 Σ-难题协议 114
2.4.2 BPK模型中重置可靠的可重置零知识论证系统的构造 117
2.4.3 协议2.4.1的重置可靠性 118
2.4.4 协议2.4.1的可重置零知识性 120
2.5 注记 124
参考文献 125
第3章 数字签名 127
3.1 数字签名概述 127
3.1.1 数字签名的类型 128
3.1.2 数字签名的安全模型 130
3.1.3 后量子数字签名 131
3.2 无证书数字签名 131
3.2.1 无证书数字签名的安全模型 132
3.2.2 基于双线性对的无证书数字签名 136
3.2.3 ZWXF无证书数字签名的安全性证明 137
3.3 直接匿名证明 143
3.3.1 CF方案 143
3.3.2 CF方案的安全性证明 146
3.3.3 CF方案实现考虑.152
3.4 环签名和代理签名 154
3.4.1 环签名 154
3.4.2 代理签名 156
3.5 格上数字签名 157
3.5.1 格的基本知识 157
3.5.2 格上可编程Hash函数 162
3.5.3 Split-SIS问题 166
3.5.4 格上数字签名的通用构造及实例化 170
3.5.5 格上群签名 174
3.6 注记 180
参考文献 180
第4章 认证密钥交换 184
4.1 认证密钥交换概述 184
4.1.1 中间人攻击 184
4.1.2 认证密钥交换的分类 185
4.1.3 认证密钥交换的安全模型 187
4.1.4 隐式认证密钥交换和HMQV协议.189
4.2 公平认证密钥交换 191
4.2.1 公平认证密钥交换的基本思想 191
4.2.2 公平认证密钥交换的安全模型 193
4.2.3 公平认证密钥交换具体实例 197
4.3 匿名认证密钥交换 202
4.3.1 匿名认证密钥交换的安全模型 203
4.3.2 匿名认证密钥交换具体实例 204
4.3.3 匿名认证密钥交换的安全性证明 205
4.4 基于环上LWE问题的认证密钥交换 207
4.4.1 两轮认证密钥交换的安全模型 207
4.4.2 基于环上LWE问题的认证密钥交换 209
4.5 基于LWE问题的口令认证密钥交换 222
4.5.1 两轮口令认证密钥交换的安全模型 222
4.5.2 基于LWE问题的口令认证密钥交换.224
4.6 TLS1.3多重握手协议安全性分析 234
4.6.1 TLS 1.3 draft10简介 234
4.6.2 多重握手密钥交换的安全模型 238
4.6.3 TLS 1.3多重握手协议的安全性分析 248
4.7 注记 249
参考文献 250
第5章 口令认证 253
5.1 口令认证概述 253
5.1.1 两方口令认证 253
5.1.2 三方口令认证 254
5.1.3 跨域口令认证 254
5.1.4 匿名口令认证 255
5.2 基于口令的安全协议的模块化设计与分析理论 256
5.2.1 基于口令的安全协议的理论基础——弱伪随机性理论 256
5.2.2 基于口令的安全协议的模块化设计与分析理论 259
5.2.3 基于口令的会话密钥分配协议 264
5.2.4 口令更换协议的模块化设计与分析 266
5.3 跨域口令认证 267
5.3.1 跨域口令认证的安全性分析 267
5.3.2 跨域口令认证的通用构造 270
5.4 匿名口令认证 274
5.5 注记 279
参考文献 280
索引 283
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