16、基于身份的协议与迪菲 - 赫尔曼协议的符号分析

基于身份的协议与迪菲 - 赫尔曼协议的符号分析

基于身份的协议分析

在基于身份的协议分析中，我们会遇到一些特定的攻击场景和协议描述。例如，在BP - IBS协议中存在攻击情况。在攻击3中，响应者IDr认为它与发起者IDi建立了会话，但这个视图与IDi的视图并不匹配。

BP - IBS协议的描述如下：
发起者IDi拥有私钥ski和参数S，响应者IDr拥有私钥skr和参数S。发起者生成一个新的随机数a ∈ F∗q，发送aP和IDi。响应者生成一个新的随机数b ∈ F∗q，发送IDr、bP和签名sign(⟨R, aP, bP, IDi⟩, skr)。发起者和响应者会进行一系列检查，如检查aP和bP是否符合要求，检查签名是否来自正确的身份等。最后，双方通过密钥导出函数KDF计算会话密钥，发起者计算K ← KDF(e(bP, S)a)，响应者计算K ← KDF(e(aP, S)b)。

如果AUTH - PKG被泄露，会话密钥的所有保密性属性都会被破坏；如果SIGN - PKG被泄露，所有认证属性都会被违反。

符号方法对于提高密码协议的安全性非常有用，但前提是这些方法能够处理协议的密码原语和复杂性。当前的先进工具可以用于比以前更多的协议分析，并且只需合理的工作量。然而，当面对涉及等式理论（如双线性对与异或的组合）的现实协议时，这些工具存在局限性，会在证明搜索过程中因分支导致组合爆炸。另外，还有一些等式理论目前任何先进工具都无法处理，例如迪菲 - 赫尔曼指数运算与指数加法结合且乘法分配的情况。

迪菲 - 赫尔曼协议的按需丰富分析

迪菲 - 赫尔曼密钥交换（DH）虽然被广泛使用，但对于机械化安全协议分析来说具有挑战性。一些