1、密码学密码学武汉科技大学武汉科技大学 计算机学院计算机学院 信息安全专业信息安全专业Cryptography主讲老师：朱子奇主讲老师：朱子奇第八讲第八讲身份识别与实体认证身份识别与实体认证2ppt课件课件目目 录录什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证1对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证2非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证3三种身份识别方案三种身份识别方案43ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v身份识别，也被称之为实体认证，具体来说就是身份识别，也被称之为实体认证，具体来说就是确认某人的身份。这个过程是确认某人的身份
2、。这个过程是“实时的实时的”物理属性物理属性（你是什么）（你是什么）信用证明信用证明（你有什么）（你有什么）知识知识（你知道什么）（你知道什么）4ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v案例案例1：付费电话：付费电话付费电话卡号码付费电话卡号码对应的对应的PIN码码PIN码码,全称全称Personal Identification Number.就是个人识别密码就是个人识别密码5ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v案例案例2：远程登录：远程登录用户名用户名密码密码6ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v案例案例3：信
3、用卡持卡购物：信用卡持卡购物信用卡信用卡签名签名PIN码码7ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v案例案例4：信用卡非持卡购物：信用卡非持卡购物信用卡号码信用卡号码有效期有效期安全安全码码密码密码手机校验手机校验8ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v案例案例5：ATM取款取款储蓄卡储蓄卡密码（密码（6位）位）9ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v这些这些方案安全吗？方案安全吗？v身份识别方案的目标：身份识别方案的目标： 即使即使Alice向向Bob证实自己身份时的信息被窃听者得到，证实自己身份时的信息被窃听者得到
4、，窃听者以后也无法假冒窃听者以后也无法假冒Alice 我们甚至要防范我们甚至要防范Bob通过和通过和Alice交互后，可能来假冒交互后，可能来假冒Alice10ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v“零知识零知识”协议（协议（Zero Knowledge Protocol）“零知识证明零知识证明”zero-knowledge proof，是由，是由Goldwasser等人在等人在20世纪世纪80年代初提出的。它指的年代初提出的。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。况下，使
5、验证者相信某个论断是正确的。11ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证v只有知道秘密口令的人才只有知道秘密口令的人才能打开能打开C 和之间的密门。和之间的密门。现在，现在，P希望向希望向V证明证明P能能够打开此门，但是又不愿够打开此门，但是又不愿意向意向V泄漏泄漏P掌握的秘密口掌握的秘密口令。为此，令。为此， P采用了所谓采用了所谓的的“分隔与选择分隔与选择”技术实现技术实现一个零知识协议。一个零知识协议。ABCD12ppt课件课件什么是身份识别与实体认证什么是身份识别与实体认证(1) V 站在点。站在点。(2) P 一直走到迷宫深处，随即选一直走到迷宫深处，随即选择点
6、或者点。择点或者点。(3) 在在 P消失后，消失后，V走到点。走到点。(4) V 向向 P 喊叫，要她：从左通道喊叫，要她：从左通道出来，或者从右通道出来。出来，或者从右通道出来。(5) P答应了，如果有必要她就用答应了，如果有必要她就用秘密口令打开密门。秘密口令打开密门。P 和和 V重复第重复第(1)至第至第(5)步步 n 次。次。（随机挑战）（随机挑战）ABCD13ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v对称密钥环境下的基本假设：对称密钥环境下的基本假设：Alice和和Bob有相同的密钥有相同的密钥v识别和认证目标：识别和认证目标：Alice向向Bob来识别自己
7、来识别自己14ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v交互协议的基本知识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一般而言，一个交互协议包括彼此通信的两方或多方两方或多方。每一方都依据每一方都依据一个算法模型一个算法模型交替的发送和接受消息。每交替的发送和接受消息。每运行一次协议称为运行一次协议称为一次对话一次对话。在会话中的每一步称为。在会话中的每一步称为流流（消息由一方传递到另一方）（消息由一方传递到另一方）15ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v案例案例1：AliceBob16ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证
8、对称密钥环境下的识别与认证v案例案例1：AliceBobOscar17ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v改进的模型改进的模型AliceBob18ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v19ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v攻击模型和敌手目标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不是主动参与者，因此不是一个真正的攻击AliceBobOscar20ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v攻击模型和敌手目标攻击模型和敌手目标v主动攻击
9、的条件：主动攻击的条件： Oscar产生了一条新的消息，并放入信道；产生了一条新的消息，并放入信道； Oscar改变信道中的消息；改变信道中的消息； Oscar转移信道中的消息，送给其他人，而不是指定接转移信道中的消息，送给其他人，而不是指定接受者；受者；21ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v一个安全的交互身份识别方案应具有的输出结果：一个安全的交互身份识别方案应具有的输出结果： 假定假定Alice和和Bob是回话中的两个参与方，他们都是诚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，那么实的。假定敌手是被动的，那么Alice和和Bob都将都将“接接
10、受受”。 如果敌手是主动的，则回话完成后，诚实的参与方都如果敌手是主动的，则回话完成后，诚实的参与方都不会接受。不会接受。22ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v在交互身份识别方案的会话中，主动敌手攻击有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：的几种表现方式： 敌手假冒敌手假冒Alice，希望让，希望让Bob接受；接受； 敌手假冒敌手假冒Bob，希望，希望Alice接受；接受； 敌手在敌手在Alice和和Bob参与的会话中是主动的，希望让参与的会话中是主动的，希望让Alice和和Bob都接受都接受23ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称
11、密钥环境下的识别与认证v基于改进模型的交互认证：基于改进模型的交互认证：AliceBob24ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v基于改进模型的交互认证安全吗？基于改进模型的交互认证安全吗？AliceBobOscar25ppt课件课件对称密钥环境下的识别与认证对称密钥环境下的识别与认证v再改进：再改进：AliceBob26ppt课件课件非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证v在非对称（公钥）环境下，在非对称（公钥）环境下，Alice和和Bob没有预先没有预先共享秘密密钥。共享秘密密钥。v假定假定Alice和和Bob都是网络中的成员，拥有相应的都是
12、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，这就需要公钥制来证实网络中其他用户的公钥，这就需要公钥基础设施（基础设施（PKI）27ppt课件课件非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证v公钥基础设施（公钥基础设施（PKI）的一般假设：）的一般假设：v一般的，我们假定有一个可信的权威机构，记为一般的，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，由它来签署网络中所有用户的公钥。而所有用户都知道有用户都知道TA的（公开）验证密钥的（公开）验证密钥varTA
13、。28ppt课件课件非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证v29ppt课件课件非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证v验证证书的目的是验证证书的目的是认证用户公钥的真实性认证用户公钥的真实性，证书，证书本身并不提供任何身份证明，因为证书仅仅包含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。证书的拥有户。证书的拥有并不意味着独有并不意味着独有。30ppt课件课件非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证v公钥环境下的交互身份识别方案公钥环境下的交互身份识别方案Al
14、iceBob31ppt课件课件非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证v一种不安全的公钥交互认证方案一种不安全的公钥交互认证方案AliceBob32ppt课件课件非对称密钥环境下的识别与认证非对称密钥环境下的识别与认证v一种不安全的公钥交互认证方案一种不安全的公钥交互认证方案AliceBobOscar33ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案v34ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案v35ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案vSchnorr身份识别方案消息流身份识别方案消息流AliceBob36ppt课件课件Schnorr身份识别方
15、案身份识别方案v37ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案v方案有效性的推导：方案有效性的推导：38ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案v39ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案v40ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案vSchnorr身份识别方案是一种身份识别方案是一种“知识证明知识证明”；v但是这并不能保证但是这并不能保证Schnoor方案的安全性，还需方案的安全性，还需要考虑秘密信息泄露给方案执行过程中的验证者，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。或者信道中的观察者的可能性。v我们希望当我们
16、希望当Alice在证明她的身份时，在证明她的身份时，Ogla得不到得不到关于私钥关于私钥a的任何信息的任何信息41ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案v42ppt课件课件Schnorr身份识别方案身份识别方案v43ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案v44ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案v45ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案vOkamoto身份识别方案身份识别方案:AliceBob46ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案v47ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案v48ppt课件课件Okamo
17、to身份识别方案身份识别方案v49ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案v50ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案vOkamoto身份识别方案身份识别方案:AliceBob51ppt课件课件Okamoto身份识别方案身份识别方案v52ppt课件课件Guillou-Quisquater身份识别方案身份识别方案v53ppt课件课件Guillou-Quisquater身份识别方案身份识别方案v54ppt课件课件Guillou-Quisquater身份识别方案身份识别方案vGuillou-Quisquater身份识别方案的完备性身份识别方案的完备性55ppt课件课件Guillou-Quisquater身份识别方案身份识别方案vGuillou-Quisquater身份识别方案的完备性身份识别方案的完备性56ppt课件课件Guillou-Quisquater身份识别方案身份识别方案vGuillou-Quisquater身份识别方案身份识别方案武汉科技大学武汉科技大学 计算机学院计算机学院AliceBob57ppt课件课件Guillou-Quisquater身份识别方案身份识别方案v58ppt课件课件主讲老师联系方式：主讲老师联系方式： ziqi_
