KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제5권3호
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pp.607-625
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2011
Two-party key exchange protocol is a mechanism in which two parties communicate with each other over an insecure channel and output the same session key. A key exchange protocol that is secure against an active adversary who can control and modify the exchanged messages is called authenticated key exchange (AKE) protocol. LaMacchia, Lauter and Mityagin presented a strong security definition for public key infrastructure (PKI) based two-pass protocol, which we call the extended Canetti-Krawczyk (eCK) security model, and some researchers have provided eCK-secure AKE protocols in recent years. However, almost all protocols are provably secure in the random oracle model or rely on a special implementation technique so-called the NAXOS trick. In this paper, we present a PKI-based two-pass AKE protocol that is secure in the eCK security model. The security of the proposed protocol is proven without random oracles (under three assumptions), and does not rely on implementation techniques such as the NAXOS trick.
이 논문에서는 사전 연산이 가능한 세션 키와 복잡한 암호 프로토콜 디자인에 도움이 될 수 있는 변형된 Diffie-Hellman 키 교환 프로토콜을 보인다. 제안된 프로토콜은 Diffie-Hellman 키 교환 프로토콜을 간결화 하였으며 본래의 프로토콜과 같은 보안성을 가진다.
A key exchange protocol using commutative subalge-bras of a full matrix algebra is considered. The security of the protocol depends on the difficulty of solving matrix equations XRY = T, with given matrices R and T. We give a polynomial time algorithm to solve XRY = T for the choice of certain types of subalgebras. We also compare the efficiency of the protocol with the Diffie-Hellman key exchange protocol on the key computation time and the key size.
Authentication and key exchange are fundamental for establishing secure communication channels over public insecure networks. Password-based protocols for authenticated key exchange are designed to work even when user authentication is done via the use of passwords drawn from a small known set of values. There have been many protocols proposed over the years for password authenticated key exchange in the three-party scenario, in which two clients attempt to establish a secret key interacting with one same authentication server. However, little has been done for password authenticated key exchange in the more general and realistic four-party setting, where two clients trying to establish a secret key are registered with different authentication servers. In fact, the recent protocol by Yeh and Sun seems to be the only password authenticated key exchange protocol in the four-party setting. But, the Yeh-Sun protocol adopts the so called "hybrid model", in which each client needs not only to remember a password shared with the server but also to store and manage the server's public key. In some sense, this hybrid approach obviates the reason for considering password authenticated protocols in the first place; it is difficult for humans to securely manage long cryptographic keys. In this work, we introduce a key agreement protocol and a key distribution protocol, respectively, that requires each client only to remember a password shared with its authentication server.
최근 Sun등은 서버의 공개키를 사용하고 사용자의 패스워드로부터 유도된 검증자를 이용한 3자 참여 인증된 키교환 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서는 스마트카드를 사용한 패스워드 기반의 3자 참여 인증된 키교환 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 Sun등의 프로토콜에 비해 공개키 연산 대신 XOR과 해쉬함수 연산을 사용하기 때문에 계산비용이 매우 작으며, 또한 메시지 전송회수도 20% 줄어들기 때문에 효율적으로 인증된 키 교환을 수행할 수 있다. 또한, 제안된 기법에서는 패스워드를 서버에 저장하지 않으므로 패스워드 추측공격에 안전하고, 두 사용자들 간에 공유된 세션키를 서버가 알 수 없기 때문에 서버 Compromise 공격으로부터도 안전하다.
Recently, Lu and Cao proposed a password-authenticated key exchange protocol in the three party setting, and the authors claimed that their protocol works within three rounds. In this paper, we analyze the protocol and show the protocol cannot work within three rounds. We also find two security flaws in the protocol. The protocol is vulnerable to an undetectable password guessing attack and an off-line password guessing attack.
위성환경에서 키 교환 프로토콜은 안전한 암호화 통신을 하기 위해선 매우 중요하다. 그러나 ETSI 표준안의 키 교환 프로토콜은 Diffie-Hellman 방식을 사용하기 때문에 중간자 공격에 취약하다. 중간자 공격을 방지하기 위해서는 인증이 필수적인 과정이며 확실하고 안정적인 인증을 위해 인증서를 이용한 프로토콜이 제안되었지만 무선통신을 기반으로 하는 위성환경에서는 적합하지 않은 방식이다. 본 논문에서는 이러한 점을 개선하기 위하여 Timestamp 기반 키 교환 프로토콜을 제안하였다. 제안프로토콜은 Timestamp를 이용한 시간 값 계산으로 중간자 공격을 방지 할 수 있게 된다. 또한 성능분석 및 성능평가를 통하여 제안하는 프로토콜이 ETSI 표준안 프로토콜과 인증서 기반 프로토콜에 비해 메모리 사용량, 통신량 그리고 연산량에서 효율적임을 증명하였다.
기존의 보안 시스템에서 키 교환에 사용되어 왔던 인터넷 키 교환 프로토콜은 확장성과 속도, 효율성 그리고 안정성에 문제가 있다는 지적을 받아 왔다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 했으며, 새로 구현한 인터넷 키 교환 프로토콜을 IPsec에 연동되는 테스트베드에 탑재하여 성능평가를 하였다. 네트워크가 점점 확장되어 가는 상황에서 기존의 인터넷 키 교환 프로토콜은 네트워크의 확장성에 한계가 있기 때문에 RFC에서 제안하는 표준에 따라서 구현하였으며 키 교환 및 인증 과정에서 지적된 복잡성과 속도 문제를 해결하였다. 복잡한 메시지 교환 단계를 줄여서 속도를 향상시켰고, 재협상 시 기존 상태 값들을 재활용함으로써 효율성을 증가 시켰다.
1997년 Yuliang Zheng에 의해 제안된 Signcryption은 서명과 암호 기법을 결합한 하이브리드 공개키 프리미티브로서 서명 기법 후 암호 기법을 각각 적용한 기법보다 계산 및 통신비용 측면에서 높은 효율성을 갖는 기법이다. 또한 PAK(Pass-word-Authenticated Key Exchange) 프로토콜은 사용자가 암기하거나 휴대하기 쉬운 짧은 길이의 패스워드를 기반으로 통신주체를 상호 인증하고, 결과적으로 안전한 통신을 위하여 충분히 큰 길이의 세션키를 분배하는 프로토콜이다. 본 논문에서는 PAK와 Signcryption의 특징을 이용하여 참여자의 비밀 정보를 이용한 상호 인증 및 안전한 통신을 위한 키 분배 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안 프로토콜의 보안성을 증명하고 효율성을 비교한다.
3자간 키 교환 프로토콜은 신뢰할 수 있는 서버의 도움을 받아 서버와 공유한 패스워드를 사용하여 사전에 특정 정보를 공유하지 않은 사용자와의 인증된 키 교환을 수행할 수 있는 암호학적 기법이다. 사용자는 다수의 패스워드를 기억하지 않고 서버와 공유한 패스워드만 기억하면 다수의 사용자와 키 교환이 가능하다. 서버는 사용자들의 키 교환 프로토콜이 수행될 때마다 두 사용자를 인증해주기 위한 통신과 연산을 수행한다. 따라서 동시에 다수의 사용자가 키 교환 프로토콜을 수행하면 서버에 큰 부담이 된다. 본 논문에서는 3자간 키 교환 프로토콜에서 실제 키 교환 수행 시 서버가 개입하지 않음으로서 서버의 부담을 최소화하는 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜에서는 사용자의 등록 시에만 서버가 개입하고, 실제 키 교환 수행과정은 두 사용자들 사이에서만 이루어지므로 키 교환과정에서 서버는 연산이나 통신을 수행하지 않는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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