Primitive Vector Cipher(PVC): A Hybrid Encryption Scheme based on the Vector Computational Diffie-Hellman (V-CDH) Problem
Istanbul Technical University（伊斯坦布尔理工大学）
原始向量密码（PVC）基于V-CDH问题提出，结合矩阵密码学与Diffie-Hellman密钥交换，通过双层设计实现强安全性和高效并行处理。
2025-12-03 cs.CR
Beyond the Finite Variant Property: Extending Symbolic Diffie-Hellman Group Models (Extended Version)
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文提出了一种半决策过程，扩展Tamarin证明器以支持完整的Diffie-Hellman理论，用于验证涉及指数加法的协议安全属性。
2026-01-29 cs.CR
Enrich-by-need Protocol Analysis for Diffie-Hellman (Extended Version)
按需丰富协议分析是一种符号协议分析风格，它描述了扩展给定场景的协议的所有执行。实际上，它计算协议在该场景中实现的最强安全目标。CPSA是一个密码协议分析器，实现了按需丰富的协议分析。在本文中，我们描述了如何分析协议使用Diffie-Hellman机制的密钥协商（DH）在丰富的需要风格。DH，虽然广泛，一直具有挑战性的协议分析，因为它的代数结构。DH本质上涉及域和循环群，它们不适合符号协议分析的标准基础框架。相比之下，我们证明我们的分析通过代数自然模型。这个基础使得扩展的CPSA实现变得可靠。此外，它提供了信息丰富和有效的结果。附录解释了如何在我们的框架中有效地完成统一。
2018-04-16 cs.CR
On The Fly Diffie Hellman for IoT
物联网（IoT）是被添加到被称为智能环境的服务器和其他设备的抽象异构阵列中的互连环境中的设备的快速增长的领域，其范围从私有本地（家庭）环境到全国范围的基础设施，通常经由不安全的无线通信和信息技术可访问，因此对攻击大规模开放。在本文中，我们解决了一些问题时，通过不安全的无线通信信道连接具有低计算能力的智能设备到家庭网关，通过使用一次一密（OTP）协议的基础上，在飞Diffie-Hellman密钥交换。我们的假设是，只有一个用户和网关有足够的处理能力来执行-说-安全的RSA加密通信，因此放松了对域外的可信安全服务器的需要，该协议至少应该是安全的一系列已知的攻击，如重放或DoS攻击。
2019-07-25 cs.CR
Fast generators for the Diffie-Hellman key agreement protocol and malicious standards
Diffie-Hellman密钥协商协议基于素数阶循环群的生成元的大幂。某些生成器允许更快的求幂。我们表明，在很大程度上，使用快速发电机是安全的，因为使用一个随机选择的发电机。另一方面，我们表明，如果有一些情况下，快速发电机是不太安全的，那么这可能会被恶意机构用来生成一个标准的Diffie-Hellman密钥协商协议，其中有一个隐藏的陷阱。
2007-05-17 cs.CC cs.CR
Diffie-Hellman in the Air: A Link Layer Approach for In-Band Wireless Pairing
密钥建立是无线安全中的一个基本问题。广泛使用的Diffie-Hellman密钥交换易受中间人攻击。本文提出了一种新的带内解决方案，用于防御无线设备密钥建立过程中的中间人攻击。我们的解决方案是基于这样的见解，即攻击者不可避免地会影响无线信道的链路层行为，并且攻击者引入的这种行为变化可以被合法用户检测到。具体地说，我们提出了一种密钥交换协议及其相应的信道访问机制，用于协议消息的传输，其中Diffie-Hellman参数连续多次传输，而不会被同一无线信道上的其他数据传输中断。所提出的密钥交换协议迫使MITM攻击者在接收端连续地引起多个数据包冲突，然后可以通过所提出的检测算法来监视。通过理论分析和仿真验证了该方案的性能：该方案能够抵抗MITM攻击，并具有任意低的误报率。这种链路层解决方案完全在带内工作，并且可以在不需要任何特殊硬件的情况下在现成的无线设备上轻松实现。
2019-01-28 cs.CR
Improved Lower Bound on DHP: Towards the Equivalence of DHP and DLP for Important Elliptic Curves Used for Implementation
2004年，Muzereau等人提出了如何将离散对数问题的约简算法应用于Diffie-Hellman问题，以估计椭圆曲线上Diffie-Hellman问题的下界。他们给出了实际应用中使用的各种椭圆曲线的估计。在本文中，我们证明了一个更严格的下界的Diffie-Hellman问题的曲线上，如果使用有限域的乘法群作为辅助群。此外，还给出了各种推荐曲线上Diffie-Hellman问题的改进下界估计，这些估计是最紧的，从而使我们得到了这些推荐曲线上Diffie-Hellman问题和离散对数问题的等价性.
2016-11-26 cs.CR
The Diffie-Hellman Key Exchange Protocol and non-abelian nilpotent groups
本文利用非交换幂零群群的自同构群的交换子群研究了一个类似于Diffie-Hellman密钥交换协议的密钥交换协议.我们还推广了Hall-Senior表\cite{halltable}的第92号群，对于任意素数$p$，并证明了对于这些群，中心自同构群是可交换的.我们使用这些来进行我们正在研究的密钥交换。
2007-10-18 cs.CR math.GR
qDSA: Small and Secure Digital Signatures with Curve-based Diffie--Hellman Key Pairs
qDSA是一种高速、高安全性的签名方案，可促进实现非常小的内存占用，这是嵌入式系统和物联网设备的关键要求，并且使用与基于Montgomery曲线（如Curve 25519）或Kummer曲面的现代Diffie-Hellman方案相同的公钥。qDSA类似于EdDSA对Kummer簇的世界的适应，Kummer簇是$\pm$ 1的代数群的等价物。有趣的是，qDSA不需要任何全群运算或点恢复：所有计算，包括签名验证，都发生在没有群律的商上。我们包括四个实现的qDSA的细节，使用蒙哥马利和快速库默尔表面算法的8位AVR ATmega和32位ARM Cortex M0平台。我们发现，qDSA显着优于国家的最先进的签名实现栈的使用和代码大小。我们还包括一个有效的压缩算法的快速库默尔表面上的点，减少到相同的大小压缩椭圆曲线点相同的安全级别。
2017-09-11 cs.CR
Man-in-the-Middle Proof-of-Concept via Krontiris' Ephemeral Diffie-Hellman Over COSE (EDHOC) in C
本报告分析了轻量级密钥交换协议的认证过程，重点探讨中间人攻击如何破坏其安全性以助长大规模监控，并排除了恶意超表面对B5G网络的安全影响。
2025-10-12 cs.CR
A New Family of Practical Non-Malleable Diffie-Hellman Protocols
密码算法标准对信息安全实践和密码学理论研究都起着至关重要的作用。其中，MQV和HMQV协议（简称（H）MQV）是广泛标准化和部署的（隐式认证）Diffie-Hellman密钥交换（DHKE）协议族。在这项工作中，从一些新的角度和方法，并在一些新的设计理念和见解，我们开发了一个新的家庭的实用隐式认证DHKE协议，具有显着的性能之间的安全性，隐私性，效率和易于部署。我们对新的DHKE协议和（H）MQV协议进行了详细的比较，表明新开发的协议在许多方面优于HMQV。在此过程中，在我们新的设计原理的指导下，我们还确定了一个新的漏洞（H）MQV，它带来了一些新的观点（例如，计算公平性）。
2011-12-19 cs.CR cs.DS
A new efficient k-out-of-n Oblivious Transfer protocol
提出了一种新的基于Diffie-Hellman密钥交换的k-out-of-n不经意传输协议，该协议是Parakh的1-out-of-2不经意传输协议的推广。在所提出的协议中，参与方不经意地生成Diffie-Hellman密钥，然后使用它们进行秘密的不经意传输。
2009-09-15 cs.CR
Public Key Exchange Using Matrices Over Group Rings
我们提供了一个公钥交换协议的Diffie-Hellman的精神，但我们使用（小）对称群的群环上的（小）矩阵作为平台。平台的这种“嵌套结构”使得合法方的计算非常高效。我们讨论了该计划的安全性，解决决策Diffie-Hellman（DDH）和计算Diffie-Hellman（CDH）的问题，我们的平台。
2013-02-07 cs.CR math.GR
On the decisional Diffie-Hellman problem for class group actions on oriented elliptic curves
我们展示了如何Weil配对可以用来评估分配字符的虚二次阶$\mathcal{O}$在一个未知的理想类$[\mathfrak{a}] \in \mathrm{Cl}(\mathcal{O})$连接两个给定的$\mathcal{O}$ -面向椭圆曲线$(E, ι)$和$(E', ι') = [\mathfrak{a}](E, ι)$。当专门用于有限域上的正常椭圆曲线时，我们的方法在概念上更简单，而且通常比Castryck，Sotáková和Vercauteren最近的方法更快，他们依赖于Tate配对。我们的工作的主要含义是，它打破了决策Diffie-Hellman问题，几乎所有的定向椭圆曲线，是由一个偶数阶类组。它也可以用来更好地处理Wesolowski最近从定向椭圆曲线的向量化问题到自同态环问题的简化中的最坏情况，从而产生一种总是在次指数时间内工作的方法。
2022-10-03 cs.CR math.NT
A New Primitive for a Diffie-Hellman-like Key Exchange Protocol Based on Multivariate Ore Polynomials
在本文中，我们提出了一个新的原语的密钥交换协议的基础上多元非交换多项式环，类似于经典的Diffie-Hellman方法。我们的技术扩展了Boucher等人2010年提出的方案。他们的方法在2011年被Dubois和Kammerer打破，他们利用了所选环的欧几里得域结构。然而，我们的建议是免疫这种攻击，而不会失去的优势，非交换多项式环概述鲍彻等人。此外，我们的扩展不限于任何特定的环，但旨在让用户容易选择一个大类的环时，应用协议。我们的原语也可以应用于其他密码学范式。特别是，我们开发了一个三遍协议，公钥密码体制，数字签名方案和零知识证明协议。
2015-05-19 cs.CR cs.SC math.RA
OpenPGP Email Forwarding Via Diverted Elliptic Curve Diffie-Hellman Key Exchanges
离线OpenPGP用户可能希望将部分或全部电子邮件转发给第三方。由于消息是加密的，这需要将它们转换为可由预期转发方解密的密文，同时保持机密性和身份验证。在最近的工作中表明，这可以通过代理重新加密方案来实现，然而，虽然加密电子邮件转发是代理重新加密的最常见应用，但据我们所知，它尚未在OpenPGP上下文中实现。在本文中，我们适应了开创性的技术介绍了Blaze，Bleumer和施特劳斯在EUROPENTPT '98，允许邮件传输代理转换和转发OpenPGP消息，而无需访问解密密钥或明文。我们还提供了实施细节和安全分析。
2022-11-13 cs.CR cs.NI
Quantum Diffie-Hellman key exchange
本研究将Diffie-Hellman密钥交换扩展至量子场景，提出基于整数与对称相干态双射映射的量子密钥交换协议，分析其在两类攻击下的安全性及实现挑战。
2025-01-16 cs.CR physics.optics quant-ph
Group Key Agreement in Information Centric Networks with Tree Group Diffie-Hellman
众所周知，客户端-服务器模型在没有冗余服务器和缓存的情况下扩展性很差。以信息为中心的网络（ICN）是一种替代方案，旨在通过将负载分配给中间路由器来减轻这个问题，降低只有服务器群才能访问的技术的门槛。然而，这种无缝性也带来了一系列问题。通信安全性通过对每个连接使用一个密钥来防止中介读取并缓存内容。因此，我们需要共享一个共同的密钥，以便更大的通讯员群体能够从ICN的优势中受益。本文介绍了建立这样一个组密钥的算法选择，ICN的适应性，它的实现，以及支持其性能与我们的基线比较的统计数据。第一个结果倾向于显示所选基本算法的性能改进。
2020-04-21 cs.CR cs.NI
DHMark: Public-Key Watermarking for LLM-Generated Text via Diffie-Hellman-Guided Rejection Sampling
Institute of Information Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院信息工程研究所）；School of Cyber Security, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学网络空间安全学院）
DHMark是一种LLM生成文本的公钥水印框架，通过Diffie-Hellman引导拒绝采样分离载荷授权与文本证据，在多类攻击下保持高有效率且负控制接受率为0。
2026-08-05 cs.CR
Oblivious Transfer based on Key Exchange
密钥交换协议作为实现不经意传输（OT）的一种可能手段一直被忽视。在本文中，我们提出了一个协议的相互交换秘密，1-out-of-2 OT和硬币翻转类似的Diffie-Hellman协议使用的思想，遗忘交换加密密钥。由于Diffie-Hellman方案被广泛使用，我们的协议可以提供一个有用的替代传统的方法来实现不经意传输和一个有用的原语在构建更大的密码方案。
2007-05-02 cs.CR
Koopman interpretation and analysis of a public-key cryptosystem: Diffie-Hellman key exchange
本文将Diffie-Hellman密钥交换解释为非线性动力系统，利用Koopman理论将其转换为高维线性系统，从而通过简单操作重构密钥交换的秘密整数，并提供了最小提升维度的上限及数据驱动扩展。
2023-06-22 cs.CR cs.SY eess.SY
MOBS (Matrices Over Bit Strings) public key exchange
我们使用矩阵位串作为平台的Diffie-Hellman的公钥交换协议。当这样的矩阵相乘时，我们对位串使用布尔或运算代替加法，对布尔与运算代替乘法。因此，（1）使用这些矩阵的计算非常有效;（2）攻击Diffie-Hellman类协议的标准方法不适用。
2021-06-02 cs.CR math.GR
Public key exchange using semidirect product of (semi)groups
在本文中，我们描述了一个全新的密钥交换协议的基础上（半）群的半直积（更具体地说，（半）群的自同构扩展），然后专注于这个一般的想法的实际情况。我们的协议可以基于任何群，特别是任何非交换群。它的一个特例是标准的Diffie-Hellman协议，它基于循环群。然而，当我们的协议与非交换（半）组一起使用时，它获得了几个有用的功能，使其与Diffie-Hellman协议相比毫不逊色。在这里，我们还建议一个特定的非交换半群（矩阵）作为平台，并表明相关协议的安全性是基于一个完全不同的假设相比，标准的Diffie-Hellman协议。
2013-04-24 cs.CR math.GR
Security Analysis of the EDHOC protocol
Ephemeral Diffie-Hellman Over COSE（EDHOC）旨在成为一种非常紧凑和轻量级的具有临时密钥的认证Diffie-Hellman密钥交换。预计它将提供相互认证、前向保密和身份保护，具有128位安全级别。在SECRYPT '21上已经提出了对以前版本的正式分析，并在IETF正在进行的评估过程中进行了一些改进。不幸的是，虽然形式化分析可以发现协议中的一些误解，但它不能评估实际的安全级别。在没有完全中断的情况下，我们无论如何都会在2^64个操作中展示攻击，这与预期的128位安全级别相矛盾。此后，我们提出了改进，其中一些是在没有额外的成本，以实现128位的安全性的所有安全属性（即密钥隐私，相互认证和身份保护）。
2022-09-09 cs.CR
Public Key Protocol Based on Amalgamated Free Product
在Diffie Hellman的精神下，协议代数的概念是使用Braid群B和Thompson群T的某些合并的自由积以及指数为2的幂零子群H来引入的。
2011-04-16 cs.CR
User Collusion Avoidance Scheme for Privacy-Preserving Decentralized Key-Policy Attribute-Based Encryption -- Full Version
最近的云计算范例、智能设备和4G无线技术的趋势已经实现了用户之间的无缝数据共享。云计算环境是分布式和不可信的，因此数据所有者必须加密他们的数据，以加强数据的机密性。采用基于属性的加密技术可以实现分布式环境中数据的保密性。分散式基于属性的加密技术是基于多个权限的基于属性的加密的变体，其中任何属性权限都可以独立地加入和离开系统，而无需与现有的属性权限合作。本文提出了一种隐私保护的分散密钥策略属性基加密方案。该方案在用户与多个权威机构交互以获取解密密钥时保护了用户隐私，同时减轻了众所周知的用户合谋安全漏洞。我们表明，我们的计划依赖于决策双线性Diffie-Hellman标准的复杂性假设，而不是以前的非标准的复杂性假设，如$q-$决策Diffie-Hellman反演。
2016-02-03 cs.CR
Entropoid Based Cryptography
通过类比已发展的离散对数问题的密码学理论，我们定义了基于熵的密码学中的几个困难问题，如离散熵对数问题（DELP）、计算熵Diffie-Hellman问题（CEDHP）和判定熵Diffie-Hellman问题（DEDHP）。我们提出了一个猜想：在Sylow $q$ -拟群中DEDHP是困难的.接下来，我们实例化一个熵体Diffie-Hellman密钥交换协议。基于熵体的密码基元具有不可交换性和不可结合性，因而被认为是抵抗量子算法的。同时，由于所提出的用于功率指数的简洁符号，基于熵的Diffie-Hellman密钥交换中的通信开销非常低：对于128位的安全性，总共64字节在两个方向上通信，并且对于256位的安全性，总共128字节在两个方向上通信。我们的最后一个贡献是提出了两个基于熵的数字签名方案。该方案的安全性依赖于一个新的硬度假设：在有限熵体中计算根是困难的。如果这一假设经得起时间的考验，第一个提出的签名方案具有优良的性能：对于128和256位之间的经典安全级别，公钥和私钥大小在32和64之间，签名大小在64和128字节之间。第二种签名方案将有限熵的求根简化为计算离散熵矩阵。在我们看来，这是一个更安全但更保守的设计，它付出的代价是密钥大小和签名大小加倍。我们在附录中给出了SageMath 9.2中所有建议算法和方案的概念验证实现。
2021-04-12 cs.CR math.RA
Diffie-Hellman Picture Show: Key Exchange Stories from Commercial VoWiFi Deployments
本文分析商用 VoWiFi 部署中的 IPsec 第一阶段密钥交换，发现某 5G 基带芯片可回退到未公开弱模式，并发现三大洲 13 家运营商共用同一组十个静态私钥，导致约 1.4 亿用户共享密钥可被解密。
2024-08-06 cs.CR cs.NI
Key Agreement and Authentication Schemes Using Non-Commutative Semigroups
本文给出了一个新的两遍认证方案，它是基于Diffie-Hellman共轭问题的Sibert-Dehornoy-Girault认证方案的推广.与上述方案相比，对于某些参数，它在乘法方面更有效。我们给出了一个证明，证明了我们的认证方案是安全的。我们给出了一个新的密钥协商协议。
2007-08-20 cs.CR
A Novel Approach towards Cost Effective Region-Based Group Key Agreement Protocol for Secure Group Communication
本文讨论了无线自组织网络中一个有趣的安全问题：动态组密钥协商密钥建立。为了在Ad hoc网络中进行安全的组通信，需要由所有组成员共享的组密钥。当组中的成员身份发生更改时（当新成员加入或当前成员离开时），应更新此组密钥。本文提出了一种新的、安全的、可扩展的、高效的基于区域的组密钥协商协议（RBGKA）。这是通过一个两级结构和一个新的组密钥更新方案来实现的。其思想是将组划分为子组，每个子组使用组Diffie-Hellman（GDH）协议维护其子组密钥，并且使用基于树的组Diffie-Hellman（TGDH）协议在树结构中与其他子组链接。通过引入基于区域的方法，消息和密钥更新将被限制在子组和外组内，因此计算负载分布在许多主机之间。理论分析和实验结果均表明，该协议在存储开销、计算开销和通信开销方面均优于传统的基于区域的密钥协商协议。
2010-07-01 cs.CR
Using semidirect product of (semi)groups in public key cryptography
在这项调查中，我们描述了一个通用的密钥交换协议的基础上半直积（半）组（更具体地说，（半）组的自同构扩展），然后专注于这个一般的想法的实际情况。该协议可以基于任何群或半群，特别是任何非交换群。它的一个特例是标准的Diffie-Hellman协议，它基于循环群。然而，当这个协议与非交换（半）群一起使用时，它获得了几个有用的功能，使其与Diffie-Hellman协议相比毫不逊色。然后，重点转移到选择最佳平台（半）组，在安全性和效率方面。我们表明，特别是，人们可以得到各种新的安全性假设，通过改变用于（半）组扩展的自同构。
2016-04-19 cs.CR math.GR
A New Cryptosystem Based On Hidden Order Groups
设$G_1$是$n$阶循环乘法群.如果$ϕ(n)$已知，则Diffie-Hellman问题在$G_1$中关于固定生成元$g$是随机自约的.也就是说，给定$g, g^x\in G_1$并且具有对具有固定生成器$g$的“Diffie-Hellman问题”求解器的oracle访问，可以在多项式时间内计算$g^{1/x} \in G_1$（参见定理3.2）。另一方面，当不知道$ϕ(n)$时，不知道是否存在这种减少（见第3.1节）。我们利用这个“差距”来构建一个基于隐序群的密码系统，并提出了一个新的密码原语称为\emph{Oracle Strong Associative One-Way Function}（O-SAOWF）的实际实现。O-SAOWF在多方协议中有应用。我们证明了这一点，提出了一个动态的特设组的密钥协商协议。
2006-05-03 cs.CC cs.CR
On the efficiency of a general attack against the MOBS cryptosystem
半直接密钥交换协议的所有实例都满足所谓的“伸缩等式”，这是著名的Diffie-Hellman密钥交换协议的推广;在某些情况下，这种等式已被用于构建攻击。在这份报告中，我们提出的计算证据表明，一个名为“MOBS”的方案的实例是一个方案的一个例子，其中的伸缩等式有太多的解决方案，是一个实际可行的手段进行攻击。
2022-03-14 cs.CR
Public Key Cryptography based on Semigroup Actions
当Miller和Koblitz建议这样的协议可以在椭圆曲线上使用时，$(\Z/p\Z)^*$中原始Diffie-Hellman密钥交换的推广发现了一个新的深度。在本文中，我们提出了一个更广泛的推广，其中阿贝尔半群作用在有限集上。我们定义了一个Diffie-Hellman密钥交换在这个设置中，我们说明了如何建立有趣的半群行动使用有限（简单）半环。所提出的扩展的实用性依赖于半群作用的轨道大小，并且在这一点上，如何计算这些轨道的大小以及是否存在一般的平方根攻击是一个悬而未决的问题。第二节给出了由单半环构造的一个具体的实用半群作用。需要进一步研究来分析这一制度。
2007-10-29 cs.CR cs.IT math.IT
A Secure and Authenticated Key Management Protocol (SA-KMP) for Vehicular Networks
公钥基础设施（PKI）是用于保护网络通信的最广泛使用的安全机制。然而，存在已知的性能问题，使其不适合在车载网络中使用。针对PKI的不足，提出了一种安全的可认证密钥管理协议（SA-KMP）。SA-KMP方案将包含实体的身份及其对应的公钥的绑定的存储库分发到每个车辆和路边单元。通过这样做，消除了证书交换和证书撤销列表。此外，SA-KMP方案使用基于基于3-D矩阵的密钥协商方案导出的对称密钥，以减少使用非对称密码术的高计算成本。我们证明了效率的SA-KMP通过性能评估方面的传输和存储开销，网络延迟，和密钥生成时间。分析结果表明，SA-KMP具有更好的可扩展性，性能优于基于证书的PKI。仿真结果表明，SA-KMP方案的密钥生成时间小于现有的椭圆曲线Diffie-Hellman和Diffie-Hellman协议。此外，我们使用Proverif证明了SA-KMP方案是安全的，对主动攻击者的Dolev和姚模型下，并进一步表明，SA-KMP方案是安全的拒绝服务，共谋攻击，和广泛的其他恶意攻击。
2017-12-28 cs.CR
Unlinkability of an Improved Key Agreement Protocol for EMV 2nd Gen Payments
为了解决EMV标准的已知隐私问题，EMVCo已经提出了盲Diffie-Hellman密钥建立协议，该协议旨在成为未来第二代EMV协议的一部分。我们指出，主动攻击者以前没有考虑到本建议协议的隐私要求，并证明了主动攻击者可以在100厘米的距离内破坏不可链接性。在这里，我们采用了一个强有力的定义，不考虑主动攻击者的unlinkability，并提出了增强的协议提出的EMVCo。我们证明了我们的协议满足强不可链接性，同时保持认证。
2022-06-22 cs.CR
The Saeed-Liu-Tian-Gao-Li authenticated key agreement protocol is insecure
最近提出的认证密钥协商协议被证明是不安全的。特别是，双方中的一方没有经过身份验证，允许中间对手的活跃人员重放旧消息。该协议本质上是一个经过身份验证的Diffie-Hellman密钥协商方案，缺乏身份验证允许攻击者重放旧消息并接受它们。此外，如果用于计算协议消息的临时密钥曾经被泄露，则使用重放的消息建立的密钥也将被泄露。解决这个问题很简单-有许多可证明安全和标准化的协议与有缺陷的方案一样有效。
2019-06-21 cs.CR
MAKE: a Matrix Action Key Exchange
给出了一个基于Z_p上两个循环矩阵群的半直积的公钥交换协议，其中一个循环矩阵群是加法的，另一个循环矩阵群是乘法的.这使我们能够利用矩阵上的两种操作来传播信息。我们注意到，在我们的协议中，任何矩阵或Z_p的任何元素的功率都没有暴露，因此所有对Diffie-Hellman类协议的标准攻击（包括Shor的量子算法攻击）都不适用。
2021-03-10 cs.CR math.GR
An Improved Authentication & Key Exchange Protocol Based on ECDH for WSNs
无线传感器网络（WSNs）由资源受限的传感器节点与开放空间环境和工业中的网关通信组成，其广泛使用突出了对用户、网关和传感器节点之间的安全且快速的通信协议的需要。由于网络的特性，椭圆曲线密码学似乎是最可行的选择，因为它需要的资源比大多数其他选项少。本文分析了Moghadam等人提出的基于椭圆曲线Diffie-Hellman（ECDH）的认证和密钥交换协议，指出了该协议存在的一些缺陷。文中还提到了一些攻击，以进一步解释其模式的不足之处。然后，提出了一个修改后的版本的协议，分析，并检查对相同的攻击作为一个非正式的安全证明。
2022-04-11 cs.CR
Elliptic-Curves Cryptography on High-Dimensional Surfaces
我们讨论了椭圆曲线在高维曲面上的密码学中的应用。特别是，而不是一个Diffie-Hellman密钥交换协议写在一个二维行的形式，其中的元素是由256位，我们提出了一个矩阵形式的密钥交换协议，与四个独立的条目，他们每个人都用64位构建。除了显著减少所使用的比特数的巨大优势之外，这种方法似乎对Western、Miller和Adleman的风格的攻击免疫，并且同时它也能够达到与微软数字版权管理目前获得的密码系统相同的安全水平。还提出了一个以椭圆曲线为特例的非线性微分方程（NDE）。这类无损检测的解决方案的研究正在进行中。
2016-09-13 cs.CR
On the Security of Wang's Provably Secure Identity-based Key Agreement Protocol
在2005年的IACR报告中，Wang发表了一个适用于资源受限设备的高效的基于身份的密钥协商协议（IDAK）。作者证明了IDAK密钥协商协议在Bellare-Rogaway模型下是安全的，并给出了单独的adhoc安全性证明，证明了IDAK协议不容易受到密钥泄露假冒攻击，并且具有完全前向安全性（PFS）.在这份报告中，我们回顾了协议的安全属性，并指出它是脆弱的未知密钥共享攻击。虽然这种攻击通常很难在现实世界的环境中设置，但从理论的角度来看，它们仍然很有趣，因此我们提供了一个以标准方式解决问题的协议版本。在分布式计算的更强的扩展Canetti-Krawczyk安全模型下，基于Gap双线性Diffie Hellman和随机预言机假设给出了IDAK协议的安全性证明.
2013-12-16 cs.CR
Mutual Heterogeneous Signcryption Schemes for 5G Network Slicings
随着移动通信技术的兴起，我们正在进入第五代移动通信系统（5G）时代。5G时代将出现各种应用场景，以满足不同的业务需求。不同的5G网络切片可以部署不同的公钥密码系统。异构系统之间的安全问题也需要考虑。为了保证5G网络切片之间的安全通信，在不同的公钥密码体制下，提出了两种异构签密方案，实现了公钥基础设施（PKI）和无证书公钥密码学（CLC）环境之间的双向通信。证明了在随机预言机模型下，我们的方案在计算Diffie-Hellman问题（CDHP）下对自适应选择密文攻击（IND-CCA 2）具有不可区分性，在离散对数问题（DLP）下对自适应选择消息攻击（EUF-CMA）具有潜在不可伪造性.我们还在Raspberry Pi上建立了两个异构密码系统来模拟不同公钥环境之间的进程间通信。此外，我们量化和分析每个方案的性能。与已有的方案相比，我们的方案具有更高的效率和安全性。
2018-11-09 cs.CR
Constructions in public-key cryptography over matrix groups
本文的目的是给出新的密钥协商协议（由于Anshel-Anshel-Goldfeld协议的多方扩展和Diffie-Hellman协议从交换群到可解群的推广）和一个新的同态公开密钥密码体制。它们依赖于给定群的子群的共轭性和成员资格问题的难度。为了支持这些和其他已知的加密方案，我们提出了一种通用的技术，以产生一个家庭的情况下，矩阵群（有限交换环），这些方案中发挥的作用类似于现有的加密结构，如RSA或离散对数的组$Z\_n^*$。
2005-06-10 cs.CR math-ph math.GR
Error Detection and Correction for Distributed Group Key Agreement Protocol
集成具有较少编码和解码复杂度的有效错误检测和校正方案以支持安全组通信中的密钥材料的分发是重要的问题，因为在无线信道中执行的信息量很高，这由于通信信道中可用的噪声而产生更多错误。此外，密钥必须安全地发送给组成员。在本文中，我们提出了一个新的高效的组密钥计算协议，提供了更多的安全性，也集成了在发送方的编码方法和在接收方的解码方法。为了保证密钥计算过程的安全性，提出了基于欧拉函数的Diffie-Hellman密钥分配协议。为了在分发密钥和密钥更新信息时提供有效的错误检测和纠正方法，在组通信的发送端和接收端引入了基于Tanner图的编码停止集构造算法。该方案中的两个主要操作是用于管理组成员资格的加入和离开操作。本文计算了该方法的编解码复杂度，证明了该方法具有较低的解码时间复杂度。
2011-10-07 cs.CR
Pre-shared Key Agreement for Secure Public Wi-Fi
本文提出了一种新的预共享密钥（PSK）协议方案，以建立一个安全的Wi-Fi客户端和接入点（AP）之间的连接，而无需事先知道密码。标准IEEE 802.11安全方法鲁棒安全网络协会（Robust Security Network Association），广泛称为Wi-Fi保护接入（WPA）和WPA2，当且仅当用户提供AP拥有的相同密码时才导出共享密码密钥，从而导致获取和输入密码的不方便。在本文中，提出了一种方案，安全开放AP（SOAP），采用两个公钥算法，椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换算法（ECDH）和数字签名算法（ECDSA）建立一个客户端和AP之间的安全连接，而无需事先知道密码。实现和实验结果证明了该方案的可行性。
2017-11-29 cs.CR cs.NI
An Experimental Study of Cryptography Capability using Chained Key Exchange Scheme for Embedded Devices
在Diffie-Hellman密钥交换（DHKE）诞生38年后，DHKE协议中有许多改进建议，以应对现代安全问题。这个协议似乎很容易实现，但它可能容易受到许多类型的攻击。在这项工作中，我们提出了链式密钥交换方案作为一个案例研究，探索嵌入式微控制器的密码计算能力。我们选择ARM RaspberryPi板作为实验装置的硬件平台。为了使RasberberryPi片上系统（SoC）能够执行加密计算，我们修改了GNU GMP Bignum库，以支持UBOOT固件中的简单原始加密计算。我们的研究的主要目的是确定是否有任何差距之间的密码协议方案（在理论上）和它的工程实现。我们的方案将与普通文件传输协议（TFTP）的应用程序集成在UBOOT固件。我们在TFTP协议中提出的方案将确保秘密和对称密钥的共享（例如，AES 256）。之后，对称加密算法可用于在远程系统更新、修补和升级（例如，固件、内核或应用程序）。
2014-08-30 cs.CR
QKD based on symmetric entangled Bernstein-Vazirani
本文介绍了一种新的基于纠缠的量子密钥分发协议，该协议利用改进的对称版本的Bernstein-Vazirani算法，以实现安全和高效的密钥分发。两个变种的协议，一个完全对称和一个半对称，提出。在这两种情况下，空间上分离的Alice和Bob共享多个EPR对，每个EPR对中有一个量子位。完全对称版本允许双方从无关位置输入密钥，并最终获得全新的原始密钥，这一想法受到Diffie-Hellman密钥交换协议的启发。在半对称版本中，Alice将她选择的密钥发送给Bob（反之亦然）。此外，他们的性能对窃听者的攻击进行了分析。最后，为了说明协议在实际中的操作，给出了两个小规模但详细的例子。
2021-06-07 cs.CR quant-ph
Secure Key Establishment for Device-to-Device Communications
随着智能手机和平板电脑用户的快速增长，设备到设备（D2 D）通信已经成为用于增强传统蜂窝网络性能的有吸引力的解决方案。然而，D2 D通信中涉及的相关安全问题尚未得到解决。在本文中，我们调查的安全需求和挑战，D2 D通信，并提出了一个安全和高效的密钥协商协议，使两个移动设备建立一个共享的秘密密钥D2 D通信没有先验知识。我们的方法是基于Diffie-Hellman密钥协商协议和承诺计划。与以前的工作相比，我们提出的协议引入了更少的通信和计算开销。我们提出的协议的设计细节和安全性分析。我们还将我们提出的协议集成到现有的Wi-Fi Direct协议中，并使用Android智能手机实现它。
2014-10-09 cs.CR cs.NI
Public-Key Based Authentication Architecture for IoT Devices Using PUF
如今，物联网（IoT）是计算世界中的一个热门话题。值得注意的是，物联网设备具有严格的设计要求，通常被称为受限设备。因此，轻量级的安全技术和原语更适合于这样的设备，例如，静态随机存取存储器（SRAM）、物理不可克隆函数（PUF）和椭圆曲线加密（ECC）。SRAM PUF是一种内在安全原语，在物联网领域得到了广泛采用。ECC是一种公钥算法技术，在受限物联网设备中越来越受欢迎。这种流行是由于与其他公钥技术（如RSA（Rivest Shamir Adleman））相比，使用了更小的操作数。本文介绍了基于SRAM PUF技术和ECC的特定于应用的安全通信架构的设计、开发和评估，该架构适用于受限物联网设备。更具体地说，它引入了一种基于椭圆曲线Diffie-Hellman（ECDH）公钥的加密协议，该协议利用PUF导出的密钥作为硅认证的信任根。并提出了一种支持该协议的模块化硬件结构设计。最后，分析的实用性以及所提出的协议的可行性，我们证明了解决方案的原型和验证的协议变体上的商业Xilinx Zynq-7000 APSoC设备。
2020-02-04 cs.CR
Towards Threshold Key Exchange Protocols
阈值方案存在于许多密码原语中，如签名、密钥导出函数和密码。同时，基于Diffie-Hellman（DH）或ECDSA原语的实际密钥交换协议不是在阈值设置中设计或实现的。在本文中，我们实现了流行的密钥交换协议的阈值方式，并表明这种方法可以在实践中使用。首先，我们介绍了两个基本的阈值DH密钥协商方案，提供了增强的安全功能，在比较经典的DH原语：无交易者的分布式密钥生成，阈值共享密钥计算，和私钥份额刷新。我们在WireGuard协议中实现了建议的DH方案，以证明其有效性，效率和实用性。公开的问题是所提出的方案的安全性和他们的实例从椭圆曲线中使用的密钥协商协议：NIST曲线，俄罗斯GOST曲线，曲线25519。其次，我们提出了一种在门限设置中实现TLS的思想，可以用来代替无密钥SSL/TLS技术，并提供了基于门限ECDSA的TLS密钥交换的测量。即使我们不提供任何正式的定义，安全性分析和数学证明，我们相信本文中提出的想法和机制可能是有趣和有用的。本文的主要目的是开始讨论和提高人们对转向阈值密钥交换协议时所产生的挑战和问题的认识。
2021-09-02 cs.CR
Post-Quantum Cryptography: An Analysis of Code-Based and Lattice-Based Cryptosystems
本文分析 McEliece 与 NTRU 两类后量子密码系统，分别阐明其基于线性码译码和格最短向量问题的安全基础，并比较二者结构与安全性联系。
2025-05-06 cs.CR cs.IT math.IT
Aspects of Nonabelian Group Based Cryptography: A Survey and Open Problems
目前使用的最常见的公钥密码系统和公钥交换协议，例如RSA算法、Diffie-Hellman和椭圆曲线方法，都是基于数论的，因此依赖于阿贝尔群的结构。计算机器的强度使得这些技术在理论上容易受到攻击，因此最近出现了一系列积极的研究，以开发使用非交换密码平台的密码系统和密钥交换协议。这一研究方向被广泛地称为非交换代数密码学。这是由两个使用辫子群的公钥协议发起的，一个由Ko、Lee等人发起，另一个由Anshel、Anshel和Goldfeld发起。这些协议的研究和围绕它们的群论对无限群理论的研究产生了很大影响。在本文中，我们调查这些非交换群为基础的方法，并讨论了抽象的无限群理论中的几个想法，从他们产生的。然后，我们提出了一组开放的问题。
2011-03-22 cs.CR math.GR
A Generic Methodology for the Modular Verification of Security Protocol Implementations (extended version)
本文提出一种直接在协议实现层面进行强安全属性模块化验证的通用方法，利用先进验证逻辑和工具支持多种语言，并在Go和C语言的原型实现中验证了多个协议的内存安全性和安全性。
2023-09-10 cs.CR cs.PL
NoisePQC++: A Unified NIST-Compliant PQC and Hybrid-PQC Implementation of the Noise Protocol
University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）
该研究提出符合NIST标准的Noise协议后量子及混合PQC统一实现NoisePQC++，可提升抵御量子敌手能力且开销可接受，为相关部署提供基础。
2026-08-04 cs.CR cs.NI quant-ph
