Needham- Schroeder協議

引出：

Needham-Schroeder協議提出就是為了解決對稱密鑰的密鑰分發問題（可擴展性( Scalability)問題）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 任意通信兩方需要共享不同的密鑰

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.隨着通信的參與者數量的增加

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.密鑰如何分發,如何管理?

思路：

選定某個參與者作為可信第三方,為其他參與者協商對稱密鑰。

設有n個通信參與者

　　沒有可信第三方,需要事先共享n(n-1)2個對稱密鑰

　　有可信第三方,只要每個參與者事先與可信第三方共享一個對稱密鑰即可,只需要n-1個對稱密鑰

其余對稱密鑰(稱為會話密鑰, session key),在需要的時候,由可信第三方為他們協商

 

Needham-Schroeder協議

基於可信第三方實現密鑰分發與身份認證的協議

協議中,可信第三方記作 Trent

Trent又被稱作是密鑰分發中心(KDC, key distribution center)

　　Trent可以服務大量用戶,他與這些用戶事先共享對稱密鑰,這些密鑰是相對長期的密鑰。例如, Trent與A的對稱密鑰K_AT, Trent與B的對稱密鑰K_BT,等等

　　用戶有通信需求時, Trent為他們生成隨機的會話密鑰,例如,K_AB會話密鑰:短期密鑰(一次一密),僅對當前會話有效

使用 Trente的服務,可以實現任何兩個最終用戶之間的安全通信,而無需他們進於物理會面;他們可以運行身份認證協議來建立共享的

會話密鑰話結束后,最終用戶甚至可以互相忘記對方,會話密鑰扔掉

 

 

前提

　　Alice和Trent有共享的對稱密鑰K_AT

　　Bob和Trent有共享的對稱密鑰K_BT

安全服務(協議運行后)

　　完成參與者 Alice,Bob,Trent相互之間的身份認證

　　Aice和Bob建立新的他們共享的會話密鑰K

 

協議過程：

 

 

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

 

對Needham- Schroeder協議的一種攻擊：（中間人攻擊）

 

 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'

 

對 Needham-Schroeder攻擊的分析:

攻擊解釋：Bob認為他正在與Alice共享一個新的會話密鑰，而實際上該密鑰是一個舊密鑰，而且可能會被Malice知道了。

改進措施: Using Timestamp　　　　　　（使用時間戳,保證消息的鮮活性）

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均檢驗　　|Clock-T1|<△t1+△t2