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1、密码学,武汉科技大学 计算机学院 信息安全专业,Cryptography,主讲老师：朱子奇,第八讲,身份识别与实体认证,2,t课件,目 录,3,t课件,什么是身份识别与实体认证,身份识别，也被称之为实体认证，具体来说就是确认某人的身份。这个过程是“实时的”,物理属性（你是什么）,信用证明（你有什么）,知识（你知道什么）,4,t课件,什么是身份识别与实体认证,案例1：付费电话付费电话卡号码对应的PIN码,PIN码,全称Personal Identification Number.就是个人识别密码,5,t课件,什么是身份识别与实体认证,案例2：远程登录用户名密码,6,t课件,什么是身份识别与实体认
2、证,案例3：信用卡持卡购物信用卡签名PIN码,7,t课件,什么是身份识别与实体认证,案例4：信用卡非持卡购物信用卡号码有效期安全码密码手机校验,8,t课件,什么是身份识别与实体认证,案例5：ATM取款储蓄卡密码（6位）,9,t课件,什么是身份识别与实体认证,这些方案安全吗？身份识别方案的目标：即使Alice向Bob证实自己身份时的信息被窃听者得到，窃听者以后也无法假冒Alice我们甚至要防范Bob通过和Alice交互后，可能来假冒Alice,10,t课件,什么是身份识别与实体认证,“零知识”协议（Zero Knowledge Protocol）“零知识证明”zero-knowledge pro
3、of，是由Goldwasser等人在20世纪80年代初提出的。它指的是证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的。,11,t课件,什么是身份识别与实体认证,只有知道秘密口令的人才能打开C 和之间的密门。现在，P希望向V证明P能够打开此门，但是又不愿意向V泄漏P掌握的秘密口令。为此， P采用了所谓的“分隔与选择”技术实现一个零知识协议。,12,t课件,什么是身份识别与实体认证,(1) V 站在点。(2) P 一直走到迷宫深处，随即选择点或者点。(3) 在 P消失后，V走到点。(4) V 向 P 喊叫，要她：从左通道出来，或者从右通道出来。(5) P答应了，如果
4、有必要她就用秘密口令打开密门。P 和 V重复第(1)至第(5)步 n 次。（随机挑战）,13,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,对称密钥环境下的基本假设：Alice和Bob有相同的密钥识别和认证目标：Alice向Bob来识别自己,14,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,交互协议的基本知识一般而言，一个交互协议包括彼此通信的两方或多方。每一方都依据一个算法模型交替的发送和接受消息。每运行一次协议称为一次对话。在会话中的每一步称为流（消息由一方传递到另一方）,15,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,案例1：,Alice,Bob,16,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,案例1：,Alice,
5、Bob,Oscar,17,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,改进的模型,Alice,Bob,18,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,19,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,攻击模型和敌手目标中间入侵攻击者Oscar不是主动参与者，因此不是一个真正的攻击,Alice,Bob,Oscar,20,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,攻击模型和敌手目标主动攻击的条件：Oscar产生了一条新的消息，并放入信道；Oscar改变信道中的消息；Oscar转移信道中的消息，送给其他人，而不是指定接受者；,21,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,一个安全的交互身份识别方案应具有的输出结果：假定Alice和
6、Bob是回话中的两个参与方，他们都是诚实的。假定敌手是被动的，那么Alice和Bob都将“接受”。如果敌手是主动的，则回话完成后，诚实的参与方都不会接受。,22,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,在交互身份识别方案的会话中，主动敌手攻击有的几种表现方式：敌手假冒Alice，希望让Bob接受；敌手假冒Bob，希望Alice接受；敌手在Alice和Bob参与的会话中是主动的，希望让Alice和Bob都接受,23,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,基于改进模型的交互认证：,Alice,Bob,24,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,基于改进模型的交互认证安全吗？,Alice,Bob,Oscar
7、,25,t课件,对称密钥环境下的识别与认证,再改进：,Alice,Bob,26,t课件,非对称密钥环境下的识别与认证,在非对称（公钥）环境下，Alice和Bob没有预先共享秘密密钥。假定Alice和Bob都是网络中的成员，拥有相应的公钥和私钥。这种环境下，总是需要提供一种机制来证实网络中其他用户的公钥，这就需要公钥基础设施（PKI）,27,t课件,非对称密钥环境下的识别与认证,公钥基础设施（PKI）的一般假设：一般的，我们假定有一个可信的权威机构，记为TA，由它来签署网络中所有用户的公钥。而所有用户都知道TA的（公开）验证密钥varTA 。,28,t课件,非对称密钥环境下的识别与认证,29,t
8、课件,非对称密钥环境下的识别与认证,验证证书的目的是认证用户公钥的真实性，证书本身并不提供任何身份证明，因为证书仅仅包含一些公共信息。证书能分配或重新分配给任何用户。证书的拥有并不意味着独有。,30,t课件,非对称密钥环境下的识别与认证,公钥环境下的交互身份识别方案,Alice,Bob,31,t课件,非对称密钥环境下的识别与认证,一种不安全的公钥交互认证方案,Alice,Bob,32,t课件,非对称密钥环境下的识别与认证,一种不安全的公钥交互认证方案,Alice,Bob,Oscar,33,t课件,Schnorr身份识别方案,34,t课件,Schnorr身份识别方案,35,t课件,Schnorr
9、身份识别方案,Schnorr身份识别方案消息流,Alice,Bob,36,t课件,Schnorr身份识别方案,37,t课件,Schnorr身份识别方案,方案有效性的推导：,38,t课件,Schnorr身份识别方案,39,t课件,Schnorr身份识别方案,40,t课件,Schnorr身份识别方案,Schnorr身份识别方案是一种“知识证明”；但是这并不能保证Schnoor方案的安全性，还需要考虑秘密信息泄露给方案执行过程中的验证者，或者信道中的观察者的可能性。我们希望当Alice在证明她的身份时，Ogla得不到关于私钥a的任何信息,41,t课件,Schnorr身份识别方案,42,t课件,Sch
10、norr身份识别方案,43,t课件,Okamoto身份识别方案,44,t课件,Okamoto身份识别方案,45,t课件,Okamoto身份识别方案,Okamoto身份识别方案:,Alice,Bob,46,t课件,Okamoto身份识别方案,47,t课件,Okamoto身份识别方案,48,t课件,Okamoto身份识别方案,49,t课件,Okamoto身份识别方案,50,t课件,Okamoto身份识别方案,Okamoto身份识别方案:,Alice,Bob,51,t课件,Okamoto身份识别方案,52,t课件,Guillou-Quisquater身份识别方案,53,t课件,Guillou-Quisquater身份识别方案,54,t课件,Guillou-Quisquater身份识别方案,Guillou-Quisquater身份识别方案的完备性,55,t课件,Guillou-Quisquater身份识别方案,Guillou-Quisquater身份识别方案的完备性,56,t课件,Guillou-Quisquater身份识别方案,Guillou-Quisquater身份识别方案,武汉科技大学 计算机学院,Alice,Bob,57,t课件,Guillou-Quisquater身份识别方案,58,t课件,谢谢i,主讲老师联系方式： ziqi_,
