可信网络连接双向认证协议的设计与分析

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1、第１５卷第４期解放军理工大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．４２０１４年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰＬＡＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ａｕｇ．２０１４可信网络连接双向认证协议的设计与分析徐明飞，吴礼发，洪征，曾晓光，周振吉（解放军理工大学指挥信息系统学院，江苏南京２１０００７）摘要：针对可信网络连接认证协议的现有方案存在单向认证、平台身份和配置信息泄露、无法抵御伪装及重放攻击等安全问题，提出了一种新的认证协议。该协议通过引入可信第三方实现了双向用户身份和平

2、台身份的认证，防止了伪装攻击。直接匿名证明方法和时间戳的应用，保护了平台身份和配置信息的安全，防止了重放攻击。采用ＢＡＮ逻辑对协议进行形式化描述及分析，验证了本协议可以提高认证的安全性，具有较高的应用价值。关键词：可信网络连接；双向认证协议；ＢＡＮ逻辑；安全性分析中图分类号：ＴＰ３０９ＤＯＩ：１０．７６６６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－３４４３．２０１４０１２１００１ＤｅｓｉｇｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｕｔｕａｌａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｔｒｕｓｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｎｅｃｔＸＵＭｉｎｇｆｅｉ，ＷＵＬｉｆａ

3、，ＨＯＮＧＺｈｅｎｇ，ＺＥＮＧＸｉａｏｇｕａｎｇ，ＺＨＯＵＺｈｅｎｊｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｍａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＰＬＡＵｎｉｖ．ｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｔｒｕｓｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｎｅｃｔａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏ－ｃｏｌｓ，ｓｕｃｈａｓｏｎｅ－ｗａｙａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，ｐｌａｔｆｏｒｍｉｄｅｎｔｉｔｙａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｎｆ

4、ｏｒｍａｔｉｏｎｌｅａｋａｇｅ，ｉｎａｂｉｌｉｔｙｔｏｒｅｓｉｓｔｔｈｅｍａｓｑｕｅｒａｄｅａｎｄｒｅｐｌａｙａｔｔａｃｋｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｎｅｗａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｔｒｕｓｔｅｄｔｈｉｒｄｐａｒｔｙｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏｔｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｓｏｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅｕｓｅｒａｎｄｔｈｅｐｌａｔ－ｆｏｒｍ’ｓｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｉｄｅｎｔｉｔｙｓｅｃｕｒｉｔｙａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｂｅａｃｈｉｅｖｅｄ，ａ

5、ｎｄｍａｓｑｕｅｒａｄｅａｔｔａｃｋｓｐｒｅｖｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌｕｓｅｓｔｈｅＤｉｒｅｃｔＡｎｏｎｙｍｏｕｓＡｔｔｅｓｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｉｄｅｎｔｉ－ｔｙａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｕｓｅｓｔｉｍｅｓｔａｍｐｔｏｐｒｅｖｅｎｔｒｅｐｌａｙａｔｔａｃｋｓ．ＢＡＮｌｏｇｉｃｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｍａｌｌｙ．Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏ

6、ｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅａｎｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｔｈｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒｕｓｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｎｅｃｔ；ｍｕｔｕａｌａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＢＡＮｌｏｇｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｅｃｕｒｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ有效应对日益复杂的网络安全威胁，不仅要有顶层的网络安全体系设计、可信的终端计算环境，还要把终端计算环境的可信扩展到网络，使网络成为一个可信的计算环境。为此，可信计算组织（ｔｒｕｓ－ｔｅｄ

7、ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｇｒｏｕｐ，ＴＣＧ）提出了可信计算机制与网络接入控制技术相结合的可信网络连接（ｔｒｕｓｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｎｅｃｔ，ＴＮＣ）［１，２］。ＴＮＣ是一种开放的网络接入控制解决方案，在传统的基于身份认证的网络接入控制技术基础上，增加了基于可信平台硬件模块的平台身份认证与完整性验证，将终端可信扩展到了网络，极大地提高了安全性，得到了工业界和学术界的高度关注和支持［３～７］。但随着对ＴＮＣ相关技术和架构研究的不断深入，其安全性缺陷也正逐渐凸显。其中只针对终端进行单向可信认证、收稿日期：２０１４－０１－２１基金项目：江苏

8、省自然科学基金资助项目（ＢＫ２０１３１０６９，ＢＫ２０１１１１５）作者简介：徐明飞，硕士生，主要研究可信计算、网络安全，ｈｉｘｕｍｉｎｇｆｅｉ＠１６３．ｃｏｍ通信作者：吴礼发，教授，博士生导师，主要研究网络安全等，ｗｕｌ