33、认证协议原理：非对称加密认证密钥交换

认证协议原理：非对称加密认证密钥交换

在当今数字化时代，网络安全至关重要，认证协议作为保障网络安全的重要手段，其原理和应用备受关注。本文将深入探讨认证协议中的一些关键概念和协议，包括 EKE 协议、Diffie - Hellman 密钥交换以及 STS 协议等，并分析它们的特点、优势以及存在的缺陷。

1. EKE 协议

EKE（Encrypted Key Exchange）协议是一种有效的认证协议，它在抵抗离线字典攻击方面表现出色。在该协议中，U 在步骤 1 对随机公钥进行加密，H 在步骤 2 对随机会话密钥进行加密，这相当于给密码 PU 添加了“盐”。这种不断变化的“盐”使得攻击者难以跟上节奏，有效防止了攻击者利用协议消息对 PU 进行离线字典攻击。

EKE 协议的前两条消息行具有创新性，而消息行 3、4 和 5 构成了基于挑战 - 响应的传统相互认证协议，并且可以用基于共享对称密钥的合适相互协议结构来替代。

EKE 协议非常适合使用 Diffie - Hellman 密钥交换机制来实现。具体步骤如下：
- 设 α 生成一个阶大于 (2^{64} > 2|PU|) 的群。
- 在步骤 1 中，U 的计算设备随机选取 (x \in (0, 2^{64})) 并计算 (EU = \alpha^x)。
- 在步骤 2 中，H 随机选取 (y \in (0, 2^{64})) 并计算 (EU(K) = \alpha^y)。
- U 和 H 之间商定的会话密钥为 (K = \alpha^{xy})。

在这个实现过程中，群生成器 α 可以由 U 和 H 公开商定，U 在预协商步骤中将群描述（包括群生成器