本發(fā)明屬于通信
技術(shù)領(lǐng)域：
：，特別是一種基于身份的密鑰協(xié)商構(gòu)建方法與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
：：密鑰建立(keyestablishment)是指通信雙方或者多方建立一個(gè)共享的會(huì)話密鑰的過程。目前流行的有兩種方法可以在雙方之間建立一個(gè)會(huì)話密鑰，一種方法為通信的一方自己生成一個(gè)會(huì)話密鑰并將這個(gè)會(huì)話密鑰安全地傳遞給另一方，這樣的方法稱之為密鑰傳輸。第二種方法為通信雙方都貢獻(xiàn)一部分信息，這些信息共同推出了一個(gè)會(huì)話密鑰，這樣的方法稱之為密鑰協(xié)商，如果alice確信只有bob能夠(其它人不能夠)確定會(huì)話密鑰的值，那么稱這個(gè)密鑰協(xié)商協(xié)議提供了bob到alice的密鑰認(rèn)證性。如果一個(gè)密鑰協(xié)商協(xié)議提供了相互的密鑰確認(rèn)性,那么稱這個(gè)密鑰協(xié)商協(xié)議為認(rèn)證密鑰協(xié)商協(xié)議。一個(gè)認(rèn)證的密鑰協(xié)商協(xié)議應(yīng)該滿足以下兩個(gè)基本的安全屬性(這里以alice和bob為通信雙方來說明)：(1)含蓄密鑰認(rèn)證(implicitkeyauthentication)：如果alice確信只有特定的通信方bob(不會(huì)有其他人)可能知道會(huì)話密鑰，那么稱這個(gè)密鑰協(xié)商協(xié)議提供了bob到alice的含蓄密鑰認(rèn)證。需要注意的是，含蓄密鑰認(rèn)證并不一定說明alice相信bob已經(jīng)得到了會(huì)話密鑰。(2)明確密鑰認(rèn)證(explicitkeyauthentication)：如果alice確信另一通信方bob已經(jīng)得到了會(huì)話密鑰，那么稱這個(gè)密鑰協(xié)商協(xié)議提供了bob到alice的明確密鑰認(rèn)證或者是明確密鑰確認(rèn)。從表面上看，明確密鑰認(rèn)證好像比含蓄密鑰認(rèn)證要強(qiáng)。但對(duì)于很多實(shí)際應(yīng)用來說，這兩者是相同的。此外，某些時(shí)候，還需要密鑰協(xié)商協(xié)議滿足以下安全屬性。(1)已知密鑰安全(knownkeysecurity)：每次運(yùn)行密鑰協(xié)商協(xié)議都應(yīng)該生成唯一的會(huì)話密鑰。即使知道了過去的一些會(huì)話密鑰，敵手也不能憑此推算出現(xiàn)在的或者將來的會(huì)話密鑰。(2)前向安全性(forwardsecurity)：如果alice和bob的私鑰泄露了，那么過去產(chǎn)生的會(huì)話密鑰就無法恢復(fù)出來。有時(shí)候前向安全性又分為半前向安全性(halfforwardsecurity)和完全前向安全性(fullforwardsecurity)。半前向安全性指的是只有一方泄露了自己的私鑰，過去產(chǎn)生的會(huì)話密鑰不能被恢復(fù)出來。完全前向安全性指的是雙方的私鑰都泄露了，過去產(chǎn)生的會(huì)話密鑰也不能被敵手恢復(fù)出來。(3)密鑰妥協(xié)假冒(key-compromiseimpersonation)：如果alice的私鑰sa被敵手知道了。明顯地，敵手可以偽裝成alice。但在某些情況下，要求敵手不能在alice面前偽裝成bob。同樣地，如果bob的私鑰sb泄露了，那么敵手不能在bob面前偽裝成alice。(4)未知密鑰共享(unknownkey-share)：bob不能在不知情的情況下被強(qiáng)迫與alice共享一個(gè)會(huì)話密鑰，也就是說，bob認(rèn)為他與carol共享了一個(gè)會(huì)話密鑰，但是alice卻認(rèn)為他與bob共享了這個(gè)會(huì)話密鑰。(5)密鑰控制(keycontrol)：alice和bob都不能控制會(huì)話密鑰的結(jié)構(gòu)，也就是說他們不能設(shè)定會(huì)話密鑰等于他們事先設(shè)置的值，也不能夠預(yù)測(cè)會(huì)話密鑰的值。傳統(tǒng)的基于證書的公鑰密碼體制每一個(gè)用戶的公鑰都伴隨一個(gè)公鑰證書，這個(gè)公鑰證書由ca(權(quán)威中心)簽發(fā)。公鑰證書是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)記錄，它包含了用戶的身份信息、公鑰參數(shù)和ca的簽名等。任何人都可以通過驗(yàn)證證書的合法性(ca的簽名)來認(rèn)證公鑰。如果一個(gè)用戶信任ca，那么在他驗(yàn)證了另一個(gè)用戶證書的有效性之后，他就應(yīng)該相信公鑰的真實(shí)性。這就是人們常說的pki(公鑰基礎(chǔ)設(shè)施)。但是這種方式相比于基于身份的密碼體制有兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)：(1)使用任何公鑰之前都需要先驗(yàn)證公鑰證書的合法性，這就增加了用戶的計(jì)算量。(2)ca需要管理大量的證書，包括證書的頒發(fā)，存儲(chǔ)與撤銷等。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種基于身份的密鑰協(xié)商構(gòu)建方法與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使得生成的雙方基于身份的會(huì)話密鑰具有更高的效率與安全性。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于身份的密鑰協(xié)商構(gòu)建方法，構(gòu)造基于身份的密鑰交換協(xié)議并將其以網(wǎng)站的形式實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)站采用mvc架構(gòu)模型，其中model層中service層與dao層實(shí)現(xiàn)了該基于身份的密鑰協(xié)商協(xié)議，具體如下：(1)系統(tǒng)建立：公開系統(tǒng)參數(shù)：{g1,gt,p,e,p,ppub,h1,h2}，保密主私鑰s；其中，g1：為由p生成的p階加法循環(huán)群；gt：與g1同階的乘法循環(huán)群；e:g1×g1→gt為雙線性映射；h1:{0,1}*→g1為一個(gè)安全的hash函數(shù)；h2：為密鑰提取函數(shù)；為pkg隨機(jī)選取的系統(tǒng)主私鑰；ppub＝sp：為系統(tǒng)主公鑰；(2)密鑰提?。航o定一個(gè)用戶u的身份idu，pkg計(jì)算該用戶的私鑰su＝squ，其中qu＝h1(idu)是該用戶的公鑰，分別計(jì)算此處密鑰協(xié)商雙方a、b的公、私鑰；其中，idu：代表用于u的身份；su：代表用戶u的私鑰，su＝squ；qu：代表用戶u的公鑰，qu＝h1(idu)；(3)密鑰協(xié)商：a、b分別隨機(jī)選取計(jì)算各自的臨時(shí)會(huì)話密鑰ta＝ap,tb＝bp，并將各自生成的值發(fā)送給對(duì)方；a計(jì)算h＝atb,kab＝e(appub+sa,tb+qb)，類似地，b計(jì)算h＝bta,kba＝e(bppub+sb,ta+qa)，最終的共享密鑰為h2(h,kab)；其中，ta：為alice的臨時(shí)會(huì)話密鑰，ta＝ap，其中tb：為bob的臨時(shí)會(huì)話密鑰，tb＝bp，其中kab：為alice計(jì)算出的未經(jīng)過哈希的會(huì)話密鑰，kab＝e(appub+sa,tb+qb)；kba：為bob計(jì)算出的未經(jīng)過哈希的會(huì)話密鑰，kba＝e(bppub+sb,ta+qa)；h：防止已知密鑰攻擊的臨時(shí)會(huì)話因子，h＝atb，h＝bta。進(jìn)一步地，所述密鑰協(xié)商過程中，涉及三個(gè)參與者，包括系統(tǒng)管理員admin，協(xié)商密鑰雙方a、b，具體步驟如下：第一步：系統(tǒng)管理員admin登錄，進(jìn)行系統(tǒng)初始化；第二步：將要進(jìn)行密鑰協(xié)商的兩方用戶分別在自己的設(shè)備上登錄，并在用戶列表中分別選擇將要共享密鑰的人員；第三步：密鑰協(xié)商，(1)由一方作為發(fā)起密鑰協(xié)商方a向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，獲得基于自己身份的私鑰，用戶b操作同a一致；(2)a向系統(tǒng)發(fā)出計(jì)算臨時(shí)密鑰的請(qǐng)求，計(jì)算臨時(shí)會(huì)話密鑰ta，b操作同a，生成臨時(shí)密鑰tb；(3)系統(tǒng)根據(jù)臨時(shí)密鑰計(jì)算出最終a、b共同協(xié)商的會(huì)話密鑰。一種基于身份的密鑰協(xié)商網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，包括以下部分：controller層：負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求，以及對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理；view層：與用戶進(jìn)行交互；model層：實(shí)現(xiàn)程序算法功能，與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，model層包含了進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理的service層，以及與數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)進(jìn)行交互的dao層。進(jìn)一步地，所述service層與dao層實(shí)現(xiàn)下述的密鑰協(xié)商算法：密鑰協(xié)商過程中，涉及三個(gè)參與者，包括系統(tǒng)管理員admin，協(xié)商密鑰雙方a、b，具體步驟如下：第一步：系統(tǒng)管理員admin登錄，進(jìn)行系統(tǒng)初始化；第二步：將要進(jìn)行密鑰協(xié)商的兩方用戶分別在自己的設(shè)備上登錄，并在用戶列表中分別選擇將要共享密鑰的人員；第三步：密鑰協(xié)商，(1)由一方作為發(fā)起密鑰協(xié)商方a向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，獲得基于自己身份的私鑰，用戶b操作同a一致；(2)a向系統(tǒng)發(fā)出計(jì)算臨時(shí)密鑰的請(qǐng)求，計(jì)算臨時(shí)會(huì)話密鑰ta，b操作同a，生成臨時(shí)密鑰tb；(3)系統(tǒng)根據(jù)臨時(shí)密鑰計(jì)算出最終a、b共同協(xié)商的會(huì)話密鑰。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：(1)基于身份兩方的密鑰協(xié)商協(xié)議，將上述協(xié)議使用網(wǎng)站的形式實(shí)現(xiàn)，在網(wǎng)站上對(duì)該協(xié)議的安全性進(jìn)行攻擊演示，安全性較好，可以抵抗多種攻擊，包括前向安全性攻擊、已知密鑰攻擊、密鑰妥協(xié)假冒攻擊；(2)基于身份的公鑰密碼體制直接以用戶的身份標(biāo)識(shí)作為公鑰，不需要證書和相關(guān)操作，簡(jiǎn)化了公鑰的使用與管理。附圖說明圖1是基于身份的密鑰協(xié)商體系示意圖。圖2是攻擊演示流程圖。圖3是基于身份的公鑰密碼體制示意圖。圖4是密鑰協(xié)商流程圖。圖5是密鑰協(xié)商階段流程圖，其中(a)是清除歷史數(shù)據(jù)階段界面圖，(b)是用戶成功登陸后的協(xié)商密鑰界面中alice的界面圖，(c)是用戶成功登陸后的協(xié)商密鑰界面中bob的界面圖。圖6是一次密鑰協(xié)商中生成用戶的私鑰界面圖，其中(a)是一次密鑰協(xié)商中生成用戶alice的私鑰截面圖，(b)是一次密鑰協(xié)商中生成用戶bob的私鑰界面圖。圖7是臨時(shí)會(huì)話密鑰生成界面圖，其中(a)是alice臨時(shí)會(huì)話密鑰生成界面圖，(b)是bob臨時(shí)會(huì)話密鑰生成界面圖。圖8是協(xié)商密鑰生成界面圖，其中(a)是alice協(xié)商密鑰生成界面圖，(b)是bob協(xié)商密鑰生成界面圖。圖9是管理員界面圖。圖10是用戶alice密鑰協(xié)商界面圖。圖11是前向安全性攻擊演示結(jié)果圖，其中(a)是alice的共享密鑰結(jié)果圖，(b)是bob的共享密鑰結(jié)果圖，(c)是敵手的結(jié)果示意圖。圖12是已知密鑰攻擊演示結(jié)果圖，其中(a)是已知密鑰攻擊下首次協(xié)商密鑰結(jié)果圖，(b)是已知密鑰攻擊下二次協(xié)商的密鑰結(jié)果圖。圖13是密鑰妥協(xié)假冒攻擊演示結(jié)果圖，其中(a)是密鑰妥協(xié)假冒攻擊下alice的結(jié)果頁面圖，(b)是密鑰妥協(xié)假冒敵手結(jié)果頁面圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提出了一種基于身份的密鑰協(xié)商構(gòu)建方法，構(gòu)造基于身份的密鑰交換協(xié)議并將其以網(wǎng)站的形式實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)站采用mvc架構(gòu)模型，其中model層中service層與dao層實(shí)現(xiàn)了該基于身份的密鑰協(xié)商協(xié)議，具體如下：(1)系統(tǒng)建立：公開系統(tǒng)參數(shù)：{g1,gt,p,e,p,ppub,h1,h2}，保密主私鑰s；其中，g1：為由p生成的p階加法循環(huán)群；gt：與g1同階的乘法循環(huán)群；e:g1×g1→gt為雙線性映射；h1:{0,1}*→g1為一個(gè)安全的hash函數(shù)；h2：為密鑰提取函數(shù)；為pkg隨機(jī)選取的系統(tǒng)主私鑰；ppub＝sp：為系統(tǒng)主公鑰；(2)密鑰提?。航o定一個(gè)用戶u的身份idu，pkg計(jì)算該用戶的私鑰su＝squ，其中qu＝h1(idu)是該用戶的公鑰，分別計(jì)算此處密鑰協(xié)商雙方a、b的公、私鑰；其中，idu：代表用于u的身份；su：代表用戶u的私鑰，su＝squ；qu：代表用戶u的公鑰，qu＝h1(idu)；(3)密鑰協(xié)商：a、b分別隨機(jī)選取計(jì)算各自的臨時(shí)會(huì)話密鑰ta＝ap,tb＝bp，并將各自生成的值發(fā)送給對(duì)方；a計(jì)算h＝atb,kab＝e(appub+sa,tb+qb)，類似地，b計(jì)算h＝bta,kba＝e(bppub+sb,ta+qa)，最終的共享密鑰為h2(h,kab)；其中，ta：為alice的臨時(shí)會(huì)話密鑰，ta＝ap，其中tb：為bob的臨時(shí)會(huì)話密鑰，tb＝bp，其中kab：為alice計(jì)算出的未經(jīng)過哈希的會(huì)話密鑰，kab＝e(appub+sa,tb+qb)；kba：為bob計(jì)算出的未經(jīng)過哈希的會(huì)話密鑰，kba＝e(bppub+sb,ta+qa)；h：防止已知密鑰攻擊的臨時(shí)會(huì)話因子，h＝atb，h＝bta。上述述密鑰協(xié)商過程中，涉及三個(gè)參與者，包括系統(tǒng)管理員admin，協(xié)商密鑰雙方a、b，具體步驟如下：第一步：系統(tǒng)管理員admin登錄，進(jìn)行系統(tǒng)初始化；第二步：將要進(jìn)行密鑰協(xié)商的兩方用戶分別在自己的設(shè)備上登錄，并在用戶列表中分別選擇將要共享密鑰的人員；第三步：密鑰協(xié)商，(1)由一方作為發(fā)起密鑰協(xié)商方a向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，獲得基于自己身份的私鑰，用戶b操作同a一致；(2)a向系統(tǒng)發(fā)出計(jì)算臨時(shí)密鑰的請(qǐng)求，計(jì)算臨時(shí)會(huì)話密鑰ta，b操作同a，生成臨時(shí)密鑰tb；(3)系統(tǒng)根據(jù)臨時(shí)密鑰計(jì)算出最終a、b共同協(xié)商的會(huì)話密鑰。本發(fā)明利用java語言編寫開發(fā)了一個(gè)基于身份的密鑰協(xié)商網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，包括以下部分：負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求，以及對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理的controller層；與用戶進(jìn)行交互的view層；實(shí)現(xiàn)程序算法功能，與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互的model層，而model層又主要包含了進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理的service層，以及與數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)進(jìn)行交互的dao層。本發(fā)明采用一種新的雙線性對(duì)的基于身份的密鑰協(xié)商方案的算法進(jìn)行密鑰交換，網(wǎng)站的service層與dao層完全的實(shí)現(xiàn)了上述的密鑰協(xié)商算法，使用這種新型算法編寫的service層與dao層，使得網(wǎng)站可以提供前向安全性攻擊、已知密鑰攻擊、密鑰妥協(xié)假冒攻擊的三種攻擊演示。所述service層與dao層實(shí)現(xiàn)下述的密鑰協(xié)商算法：密鑰協(xié)商過程中，涉及三個(gè)參與者，包括系統(tǒng)管理員admin，協(xié)商密鑰雙方a、b，具體步驟如下：第一步：系統(tǒng)管理員admin登錄，進(jìn)行系統(tǒng)初始化；第二步：將要進(jìn)行密鑰協(xié)商的兩方用戶分別在自己的設(shè)備上登錄，并在用戶列表中分別選擇將要共享密鑰的人員；第三步：密鑰協(xié)商，(1)由一方作為發(fā)起密鑰協(xié)商方a向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，獲得基于自己身份的私鑰，用戶b操作同a一致；(2)a向系統(tǒng)發(fā)出計(jì)算臨時(shí)密鑰的請(qǐng)求，計(jì)算臨時(shí)會(huì)話密鑰ta，b操作同a，生成臨時(shí)密鑰tb；(3)系統(tǒng)根據(jù)臨時(shí)密鑰計(jì)算出最終a、b共同協(xié)商的會(huì)話密鑰。另一方面，在滿足上述安全性的前提下，該網(wǎng)站還可以給一定數(shù)量的合法用戶提供在線密鑰協(xié)商服務(wù)。與傳統(tǒng)的基于證書的公鑰密碼體制相比，基于身份的公鑰密碼體制直接以用戶的身份標(biāo)識(shí)作為公鑰，不需要證書和相關(guān)操作，簡(jiǎn)化了公鑰的使用與管理，在實(shí)際應(yīng)用中，具有廣闊的應(yīng)用前景。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1本實(shí)施例中基于身份的兩方的密鑰協(xié)商協(xié)議，將上述該協(xié)議使用網(wǎng)站的形式實(shí)現(xiàn)，在該網(wǎng)站上對(duì)該協(xié)議的安全性進(jìn)行攻擊演示，具體如下：(1)一種新的基于身份的兩方的密鑰協(xié)商協(xié)議。該協(xié)議主要涉及的算法有基于身份的密鑰協(xié)商方案?；谏矸莸拿荑€協(xié)商方案，是由三個(gè)階段組成的：系統(tǒng)建立、密鑰提取(用戶的公私鑰)、密鑰協(xié)商，本系統(tǒng)是對(duì)shim(shimk.efficientid-basedauthenticatedkeyagreementprotocolbasedonweilpairing.electronicsletters,2003,39(8):653-654.)提出的基于身份的密鑰協(xié)商方案的改進(jìn)，基于身份的密鑰協(xié)商體系示意圖如圖1，整個(gè)過程的具體步驟如下：(1)系統(tǒng)建立：公開系統(tǒng)參數(shù)：{g1,gt,p,e,p,ppub,h1,h2}，保密主私鑰s；其中，g1：為由p生成的加法循環(huán)群；gt：為與g1同階的乘法循環(huán)群；e:g1×g1→gt為雙線性映射；h1:{0,1}*→g1為一個(gè)安全的hash函數(shù)；h2：為密鑰提取函數(shù)；為pkg隨機(jī)選取的系統(tǒng)主私鑰；ppub＝sp：為系統(tǒng)主公鑰；(2)密鑰提?。航o定一個(gè)用戶u的身份idu，pkg計(jì)算該用戶的私鑰su＝squ，其中qu＝h1(idu)是該用戶的公鑰，分別計(jì)算此處密鑰協(xié)商雙方a、b的公、私鑰；其中，idu：代表用于u的身份；su：代表用戶u的私鑰，su＝squ；qu：代表用戶u的公鑰，qu＝h1(idu)；(3)密鑰協(xié)商：a、b分別隨機(jī)選取計(jì)算各自的臨時(shí)會(huì)話密鑰ta＝ap,tb＝bp，并將各自生成的值發(fā)送給對(duì)方；a計(jì)算h＝atb,kab＝e(appub+sa,tb+qb)，類似地，b計(jì)算h＝bta,kba＝e(bppub+sb,ta+qa)，最終的共享密鑰為h2(h,kab)；其中，ta：為alice的臨時(shí)會(huì)話密鑰，ta＝ap，其中tb：為bob的臨時(shí)會(huì)話密鑰，tb＝bp，其中kab：為alice計(jì)算出的未經(jīng)過哈希的會(huì)話密鑰，kab＝e(appub+sa,tb+qb)；kba：為bob計(jì)算出的未經(jīng)過哈希的會(huì)話密鑰，kba＝e(bppub+sb,ta+qa)；h：防止已知密鑰攻擊的臨時(shí)會(huì)話因子，h＝atb，h＝bta。(2)將上述協(xié)議完全嫁接到以java語言為基礎(chǔ)springmvc為框架的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上面，實(shí)現(xiàn)該協(xié)議的主要實(shí)現(xiàn)代碼如下：系統(tǒng)建立階段代碼如下：protectedelements,a,b,p,ppub,sa,qa,sb,qb,ta,tb,ka,kb,ha,hb,k；protectedfieldg1,zr；protectedpairingpairing；@requestmapping("users/keys/buildsystem.json")publicvoidbuildsystem(){system.out.println("開始buildsystem")；init()；s＝zr.newrandomelement().getimmutable()；//隨機(jī)生成主私鑰sp＝g1.newrandomelement().getimmutable()；//生成g1的生成元pppub＝p.mulzn(s)；//計(jì)算ppub＝sp,注意順序，生成主公鑰ppub。}密鑰提取階段代碼如下：@requestmapping(value＝"users/keys/extractsecretkeyof{username}",method＝{requestmethod.get,requestmethod.post})public@responsebodylist<hashmap>getsecretkey(@pathvariable("username")stringusername){qa＝pairing.getg1().newelement().setfromhash(username.getbytes(),0,username.length()).getimmutable()；//從長(zhǎng)度為3的hash值idu確定用戶u產(chǎn)生的公鑰qa，生成用戶u的公鑰。sa＝qa.mulzn(s).getimmutable()；//生成用戶u的私鑰。list<hashmap>listone＝newarraylist()；hashmap<string,string>newsmap＝newhashmap<string,string>()；newsmap.put("p",sa.tostring())；listone.add(newsmap)；returnlistone；}計(jì)算最終會(huì)話密鑰代碼如下：public@responsebodylist<hashmap>createka(){ha＝tb.mulzn(a)；ka＝pairing.pairing((ppub.mulzn(a)).mul(sa),tb.mul(qb))list<hashmap>listone＝newarraylist()；hashmap<string,string>newsmap＝newhashmap<string,string>()；newsmap.put("p",sha((ka.tostring()+ha.tostring()),"sha-256"))；listone.add(newsmap)；returnlistone；}(3)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提供該方案的攻擊演示系統(tǒng)：在初始界面，通過點(diǎn)擊不同攻擊類型的按鈕，演示不同攻擊，具體步驟如下：第一步：點(diǎn)擊相應(yīng)攻擊演示按鈕(以前向安全性為例)；第二步：進(jìn)行協(xié)商密鑰的兩方用戶登錄；第三步：根據(jù)相應(yīng)的攻擊類型，在密鑰協(xié)商的不同階段，敵手開始干預(yù)攻擊，并生成一個(gè)敵手的“會(huì)話密鑰”；第四步：比對(duì)用戶生成的會(huì)話密鑰及敵手的“會(huì)話密鑰”是否相同，判斷攻擊是否成功；最后退出系統(tǒng)。具體的攻擊演示流程圖如圖2，該方案安全性較好，可以抵抗多種攻擊，包括本作品中演示的前向安全性、已知密鑰攻擊、密鑰妥協(xié)假冒三種攻擊。與傳統(tǒng)的基于證書的公鑰密碼體制相比，基于身份的公鑰密碼體制直接以用戶的身份標(biāo)識(shí)作為公鑰如圖3所示，不需要證書和相關(guān)操作，簡(jiǎn)化了公鑰的使用與管理。在密鑰協(xié)商過程，涉及三個(gè)參與者，包括系統(tǒng)管理員admin，協(xié)商密鑰雙方(為方便敘述，在此分別記a，b)承接上述登錄成功后，跳轉(zhuǎn)到用戶協(xié)商頁面，兩方開始進(jìn)行密鑰協(xié)商，結(jié)合圖4，具體步驟如下：第一步：系統(tǒng)管理員admin登錄，點(diǎn)擊buildsystem按鈕以清空java容器中的歷史數(shù)據(jù)；第二步：將要進(jìn)行密鑰協(xié)商的兩方用戶分別在自己的設(shè)備上登錄，并在用戶列表中分別選擇將要共享密鑰的人員；第三步：密鑰協(xié)商，(1)由一方作為發(fā)起密鑰協(xié)商方(a)向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，點(diǎn)擊extractsecretkey按鈕生成自身的私鑰，b操作同a；(2)a點(diǎn)擊computet按鈕，計(jì)算臨時(shí)會(huì)話密鑰ta，b操作同a，生成tb；(3)a點(diǎn)擊createk按鈕，產(chǎn)生最終a、b共同協(xié)商的會(huì)話密鑰，b進(jìn)行相同操作；第四步：檢驗(yàn)生成相同的會(huì)話密鑰，安全退出。1系統(tǒng)實(shí)施步驟過程運(yùn)行各功能模塊，得出如下效果圖：密鑰協(xié)商階段：以alice與bob協(xié)商為例，圖5是密鑰協(xié)商階段流程圖，其中(a)是清除歷史數(shù)據(jù)階段界面圖，(b)是用戶成功登陸后的協(xié)商密鑰界面中alice的界面圖，(c)是用戶成功登陸后的協(xié)商密鑰界面中bob的界面圖。圖6是一次協(xié)商中生成用戶的私鑰界面圖，其中(a)是一次協(xié)商中生成用戶alice的私鑰界面圖，(b)是一次協(xié)商中生成用戶bob的私鑰界面圖。圖7是臨時(shí)會(huì)話密鑰生成界面圖，其中(a)是alice臨時(shí)會(huì)話密鑰生成界面圖，(b)是bob臨時(shí)會(huì)話密鑰生成界面圖。圖8是協(xié)商密鑰生成界面圖，其中(a)是alice協(xié)商密鑰生成界面圖，(b)是bob協(xié)商密鑰生成界面圖。2系統(tǒng)實(shí)施攻擊演示過程1、輸入系統(tǒng)管理員登陸賬號(hào)admin與密碼123456，即可跳轉(zhuǎn)到管理員功能界面如圖9，管理員通過點(diǎn)擊buildsystem按鈕以清空java容器中的歷史數(shù)據(jù)，以便開始新一次的密鑰協(xié)商。2、協(xié)商階段(在此以用戶alice為例說明)，輸入用戶賬號(hào)alice與密碼1990，跳轉(zhuǎn)到alice的用戶密鑰協(xié)商頁面如圖10，點(diǎn)擊選取將要進(jìn)行密鑰協(xié)商的一方(例如bob)，二者進(jìn)行一次密鑰協(xié)商會(huì)在相應(yīng)的私鑰、臨時(shí)會(huì)話密鑰、共享密鑰欄內(nèi)生成；3、密鑰攻擊，本作品設(shè)計(jì)了前向安全性、已知密鑰攻擊、密鑰妥協(xié)假冒三種攻擊演示，以下給出三種攻擊演示結(jié)果圖如圖11(a)～(c)，圖12(a)～(b)，圖13(a)～(b)。前向安全性，敵手可以拿到alice與bob的私鑰sa，sb，但沒有主密鑰s，在此情況下，敵手會(huì)在最后利用密鑰導(dǎo)出函數(shù)隨機(jī)輸出一個(gè)結(jié)果，而如圖11(a)，圖11(b)中，alice與bob得到一致的會(huì)話密鑰，而敵手得到的會(huì)話密鑰顯然與前者不同，意味著，此次攻擊失敗，這是由于敵手鑒于上述信息，不可以計(jì)算e(p,p)abs。結(jié)合圖12(a)～(b)，針對(duì)已知密鑰攻擊，因?yàn)槊看螀f(xié)商，服務(wù)器都會(huì)重新隨機(jī)選取新的隨機(jī)數(shù)a,b，所以每次生成的臨時(shí)會(huì)話密鑰均不同，導(dǎo)致共享的會(huì)話密鑰不同。在惡意敵手即使獲得歷史的會(huì)話密鑰，也不會(huì)威脅到以后的會(huì)話。結(jié)合圖13(a)～(b)，針對(duì)密鑰妥協(xié)假冒，alice將sa泄露給了敵手，敵手通過隨機(jī)選取計(jì)算出tb發(fā)給alice，由于敵手不知道sb及alice隨機(jī)選取的a，所以不能計(jì)算e(p,qb)as，方案可以抵抗該攻擊。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12