认证理论与技术

认证理论与技术

认证概述

• 认证的背景与目的
  信息安全需同时保障保密性（防被动攻击）和完整性、有效性（防主动攻击）。认证主要针对主动攻击，用于核实通信对方身份的真实性，防止篡改、伪装、重放和否认等行为。
• 认证的定义
  认证（Authentication）是核实真实身份的过程，即用可靠方法证实被认证对象（人或事）是否名副其实或有效，也称鉴别或验证。

认证系统模型

• 认证系统不提供保密性，只确保消息来源合法且未被篡改。
• 接收者除收到消息外，还需验证发送者身份和消息完整性。

协议基础

• 协议的定义
  两个及以上参与者为完成特定任务而采取的一系列有序步骤。
• 协议的特点
  ① 自始至终有序；② 至少两方参与；③ 必须完成具体任务，非空操作。

认证协议

• 参与实体：示证者（Prover, P）和验证者（Verifier, V）。P需向V证明自己就是P。
• 安全认证协议的条件
  ① P能成功证明身份；② V不能利用认证过程信息伪装成P（即不可向第三方冒充）；③ 除P外的第三者以P身份执行协议时，让V相信的概率可忽略不计。

认证协议的分类

• 单向认证：仅一方被认证。
  • 不与密钥分发结合：如口令核对法。
  • 与密钥分发结合：
    • 采用对称密码技术，需可信第三方（KDC或AS）。
    • 采用非对称密码技术，无需可信第三方。
• 双向认证：通信双方相互认证身份，并交换会话密钥。

Needham/Schroder协议（对称密码版本）

Needham-Schroeder共享密钥协议：https://www.cnblogs.com/luminescence/p/20711545

协议存在的问题及改进

• 重放攻击：攻击者X若获得过期的会话密钥，可冒充A重放步骤(3)欺骗B，除非B记录所有历史会话密钥。
• 改进方案（Denning）：加入时间戳，以抵抗重放攻击。