Needham- Schroeder协议

引出：

Needham-Schroeder协议提出就是为了解决对称密钥的密钥分发问题（可扩展性( Scalability)问题）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 任意通信两方需要共享不同的密钥

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.随着通信的参与者数量的增加

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.密钥如何分发,如何管理?

思路：

选定某个参与者作为可信第三方,为其他参与者协商对称密钥。

设有n个通信参与者

　　没有可信第三方,需要事先共享n(n-1)2个对称密钥

　　有可信第三方,只要每个参与者事先与可信第三方共享一个对称密钥即可,只需要n-1个对称密钥

其余对称密钥(称为会话密钥, session key),在需要的时候,由可信第三方为他们协商

 

Needham-Schroeder协议

基于可信第三方实现密钥分发与身份认证的协议

协议中,可信第三方记作 Trent

Trent又被称作是密钥分发中心(KDC, key distribution center)

　　Trent可以服务大量用户,他与这些用户事先共享对称密钥,这些密钥是相对长期的密钥。例如, Trent与A的对称密钥K_AT, Trent与B的对称密钥K_BT,等等

　　用户有通信需求时, Trent为他们生成随机的会话密钥,例如,K_AB会话密钥:短期密钥(一次一密),仅对当前会话有效

使用 Trente的服务,可以实现任何两个最终用户之间的安全通信,而无需他们进于物理会面;他们可以运行身份认证协议来建立共享的

会话密钥话结束后,最终用户甚至可以互相忘记对方,会话密钥扔掉

 

 

前提

　　Alice和Trent有共享的对称密钥K_AT

　　Bob和Trent有共享的对称密钥K_BT

安全服务(协议运行后)

　　完成参与者 Alice,Bob,Trent相互之间的身份认证

　　Aice和Bob建立新的他们共享的会话密钥K

 

协议过程：

 

 

1 . Alice creates N_A, at random and sends to Trent:Alice , Bob , N_A

2 . Trent generates K at random and sends to Alice : ｛N_A , K , Bob ,｛K , Alice｝_KBT ｝ _KAT

3 . Alice decrypts , checks he nonce N , checksBob's ID and sends to Bob : Trent,｛K , Alice｝_KBT

4 . Bob decrypts , checks Allice's ID , creates random N ; and sends to Alice :｛I ' m Bob ! N_B} _K

5 . Alice sends to Bob : ｛I'm Alice ! N_B-1｝_K

 

对Needham- Schroeder协议的一种攻击：（中间人攻击）

 

 1.and 2.(same as in a normal run)

3. Alice sends to Malice("Bob")...

3'. Malice("Alice") sends to Bob: {K', Alice}K_BT;

4. Bob decrypts, checks Alices ID and sends to Malice(Alice ) :{I'm Bob! N_B}_K'

5. Malice("Alice")sends toBob: {I'm Alice! N_B-1}_K'

 

对 Needham-Schroeder攻击的分析:

攻击解释：Bob认为他正在与Alice共享一个新的会话密钥，而实际上该密钥是一个旧密钥，而且可能会被Malice知道了。

改进措施: Using Timestamp　　　　　　（使用时间戳,保证消息的鲜活性）

1.4.5 Same as in the Needham-schroeder

2. Trent sends to Alice: {bob,K,T, (Alice,K,T)K_BT}K_AT

3. Alice sends to Bob: {alice,K,T}K_BT

A,B均检验　　|Clock-T1|<△t1+△t2