17、密码认证与广播加密技术解析

密码认证与广播加密技术解析

在当今数字化时代，密码认证和广播加密技术在保障信息安全方面起着至关重要的作用。下面将详细介绍可审计的非对称密码认证公钥建立（A2PAKE）以及基于带通配符的身份基加密的（增强型）广播加密技术。

1. 可审计的非对称密码认证公钥建立（A2PAKE）

1.1 前向保密性

A2PAKE协议实现了FA2PAKE，从而保证了前向保密性。即使某个用户的密码泄露，在密码泄露之前执行认证协议所输出的密钥对仍然是安全的。然而，仅前向保密性不足以防止对手“回溯”签名。为了判断签名是否有效，需要引入“时间”的概念。例如，对手在时间t获取了诚实客户端的密码后，仍可以代表客户端运行认证协议，获取新的密钥对，并使用任意时间戳（如早于t）对消息进行签名。因此，需要一种机制将密钥对绑定到一个“时期”t，只有在当前时期的公钥下验证通过的签名才被视为有效。这可以通过多种方式实现，比如客户端将密钥对上传到带有时间戳的公共公告板或区块链，或者在认证协议中，客户端使用私钥对身份和公钥进行签名时，包含一个时间戳并将签名发送给两个服务器，服务器S2检查时间戳的有效性以及签名是否在公钥下验证通过，并将自己对身份、公钥和时间戳的签名发送给服务器S1，以此将公钥与时间戳绑定。

1.2 实现与评估

• 实现细节 ：实现了A2PAKE的原型，使用Python和Charm - crypto库进行加密操作。实例化了基于椭圆曲线prime192v1的ECDSA作为数字签名方案，签名生成和验证分别需要一次和两次点乘法，每个签名由Zq中的两个元素组成。使用相同的曲线实例化2HashDH分布式OPRF，随机预言机使用SHA2