Decentralized Identifier-based Privacy-preserving Authenticated Key Exchange Protocol for Electric Vehicle Charging in Smart Grid
近年来，电动汽车（EV）的普及在全球范围内不断上升。智能电网将成为电动汽车充电的支柱，并使电动汽车能够有效地消耗电力。随着对电动汽车的需求，相关的网络威胁也在增加。用户在电动汽车充电时暴露了他们的个人信息，导致隐私威胁。针对智能电网中的电动汽车充电问题，提出了一种用户授权、隐私感知的认证密钥交换协议。该协议基于分布式标识符（DID）和可验证证书（VC）的概念。DID的使用通过帮助用户完全控制其身份来增强用户的能力。充电站和用户在使用VC继续充电服务之前验证另一方是合法的。密钥恢复是我们在本文中解决的另一个问题。一种方法来恢复丢失的密钥被纳入拟议的协议。我们提出了形式化的安全性证明和非形式化的分析，以显示该协议的鲁棒性对多种攻击。我们还提供了一个详细的性能分析表明，该协议是有效的。
2022-06-27 cs.CR
Biometrics-Based Authenticated Key Exchange with Multi-Factor Fuzzy Extractor
针对现有模糊提取器易遭仿冒攻击的问题，提出整合用户秘密与生物特征的多因子模糊提取器，构建具备多项安全特性的认证密钥交换协议，经形式化证明安全且在SDUMLA数据集上性能表现优异。
2024-05-19 cs.CR
oBAKE: an Online Biometric-Authenticated Key Exchange Protocol
本文提出 oBAKE 协议，利用 BBKDF 方案实现无状态生物特征感知系统与用户令牌间的双向隐私保护在线认证密钥交换，支持多模态和高效查询应答。
2024-04-15 cs.CR
EBAKE-SE: A Novel ECC Based Authenticated Key Exchange between Industrial IoT Devices using Secure Element
工业物联网（IIoT）旨在增强制造业和产品加工等各个行业提供的服务。IIoT面临着各种挑战，安全性是其中的关键挑战之一。身份验证和访问控制是任何基于工业物联网（IIoT）的工业部署的两个显著挑战。任何基于物联网的工业4.0企业都可以在数百个微型设备（如传感器、执行器、雾设备和网关）之间设计网络。因此，在传感设备或传感设备与用户设备之间阐明安全认证协议是物联网安全的重要步骤。在本文中，首先，我们提出了基于证书的方案的密码分析Das等人提出的类似的环境，并证明他们的计划是脆弱的各种传统的攻击，如设备匿名，MITM，和拒绝服务。然后，我们提出了一个设备间的认证方案，使用ECC（椭圆曲线密码），是高度安全和轻量级的相比，其他计划类似的环境。此外，我们提出了一个正式的安全性分析，使用随机预言机的ROR模型和非正式的安全性分析在Doleve-Yao通道。在本文中，我们提出了建议的计划与现有的计划的通信成本，计算成本和安全指标的基础上的比较，证明建议EBAKE-SE是高效，可靠，值得信赖的其他现有的计划相比，设备间认证。最后，我们给出了一个使用MQTT协议的EBAKE-SE的实现
2022-07-27 cs.CR
QKD Oracles for Authenticated Key Exchange
本文针对结合 QKD 与 AKE 的安全模型缺陷，将 QKD 建模为类 ETSI 014 接口的预言机并集成至 CK+ 模型，形式化证明了一个结合 QKD 与三重 KEM 握手的新协议的安全性，首个保持 QKD 信息论安全性的可证明安全混合协议。
2025-09-15 cs.CR quant-ph
Securing Cross-Domain Internet of Drones: An RFF-PUF Allied Authenticated Key Exchange Protocol With Over-the-Air Enrollment
本文提出一种集成RFF与PUF的轻量级认证密钥交换协议，用于安全的无人机跨域通信，通过空中注册和临时密钥生成提升安全性与效率。
2025-12-26 cs.CR
Security Protocols in a Nutshell
安全协议是安全通信的基石。他们部署了一些安全机制来提供某些安全服务。安全协议在分析时被认为是抽象的，但在实现时可能会有额外的漏洞。这份手稿提供了一个整体的研究安全协议。回顾了安全协议的基础，安全协议攻击的分类及其实现，以及协议安全性分析的不同方法和模型。具体来说，它澄清了信息理论和计算安全之间的差异，以及计算和符号模型。此外，认证密钥交换（AKE）和密码认证密钥交换（PAKE）协议的计算安全模型，作为最重要的和最好的研究类型的安全协议，提供了一个调查。
2016-06-02 cs.CR
On the Simulatability Condition in Key Generation Over a Non-authenticated Public Channel
可模拟性条件是研究非认证公共信道上密钥生成的一个基本概念，其中Eve是活跃的，可以截获、修改和伪造非认证公共信道上的消息。利用这个条件，Maurer和Wolf给出了一个显著的“全有或全无”的结果：如果可模拟性条件不成立，则非认证公共信道上的密钥容量将与被动Eve的情况相同，而如果可模拟性条件成立，则非认证信道上的密钥容量将为零。然而，目前仍有两个问题有待解决：1）对于给定的联合概率质量函数（PMF），是否存在有效的算法（多项式复杂度算法）来检验可模拟性条件是否成立？2）如果可模拟性条件成立，是否有有效的算法来寻找相应的攻击策略？在本文中，我们肯定地回答了这两个开放性问题。特别是，对于一个给定的联合保偏滤波器，我们构造了一个线性规划（LP）问题，并证明了可模拟性条件保持\textit{if and only if}的最优值从构造的LP是零。此外，我们构造了另一个LP，并证明了新构造的LP的最小值是一个有效的攻击策略。两个LP都可以用多项式复杂度来求解。
2014-09-14 cs.CR cs.IT math.IT
A Commitment-based Authentication model for Key Exchange protocols
Universidad de Alcalá（阿尔卡拉大学）；Indra Sistemas de Comunicaciones Seguras（因德拉安全通信系统公司）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本文构建了一个基于承诺方案的模块化认证密钥交换模型，利用临时信息避免长期密钥交换，并基于该模型设计了多种抵抗中间人攻击的协议。
2026-05-22 cs.CR
HPQ-AKE: A Provably Secure Sign-Less Hybrid Authenticated Key Exchange Protocol for Bandwidth-Constrained IoT and Edge Networks
Ho Chi Minh City Open University（胡志明市开放大学）；Faculty of Information Technology, Ho Chi Minh City University of Industry and Trade (HUIT)（胡志明市工业贸易大学信息技术学院）；Faculty of Information Technology, Ho Chi Minh City Open University（胡志明市开放大学信息技术学院）；Faculty of Computer Science and Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT)（胡志明市理工大学计算机科学与工程系）；Vietnam National University Ho Chi Minh City（越南国家大学胡志明市分校）
HPQ-AKE是面向带宽受限IoT与边缘网络的无签名混合认证密钥交换协议，结合ML-KEM-768与RSA-OAEP，可减少56.4%握手传输量，降低31.4%卫星链路延迟，性能优于混合TLS 1.3。
2026-10-23 cs.CR cs.NI
AmphiKey: A Dual-Mode Secure Authenticated Key Encapsulation Protocol for Smart Grid
Kansas State University（堪萨斯州立大学）；Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）
针对智能电网通信面临的经典与量子安全威胁，本文提出双模混合认证密钥交换机制AmphiKey，支持认证与可否认两种模式，经异构测试床验证兼具安全性与适配性。
2026-03-06 cs.CR
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
Security Analysis of a Password-Based Authentication Protocol Proposed to IEEE 1363
近年来，人们提出了几种基于口令的认证密钥交换协议。这些协议的目标是安全的，即使样本空间的密码可能是小到足以枚举的离线对手。在2000年的欧洲密码会议上，Bellare、Pointcheval和Rogaway（BPR）提出了一个认证密钥交换的模型和安全定义。他们声称，在理想密码模型（随机预言机）中，加密密钥交换（EKE）核心的双流协议是安全的。Bellare和Rogaway在他们提交给IEEE P1363.2工作组的提案中提出了理想密码的几个实例。从那时起，在理想密码模型中证明基于密码的协议的安全性的兴趣越来越大。例如，Bresson，Chevassut和Pointcheval最近证明了一次加密密钥交换（OEKE）协议在理想密码模型中是安全的。在本文中，我们提出了真实（非理想）密码的例子（包括天真的实现提出的IEEE P1363.2的实例），这将导致破碎的理想化的AuthA协议和OEKE协议的实例。我们的研究结果表明，AuthA协议可以以不安全的方式实例化，并且没有明确定义的（更不用说严格的）方法来区分安全和不安全的实例化。因此，如果没有一个严格的度量标准，理想密码模型的可证明安全性的价值是有限的。
2012-07-23 cs.CR
Crypto analysis of the key distribution scheme using noise-free resistances
本文对Lin等人提出的基于无噪声电阻的硬件密钥分发方案进行密码分析，证明其本质是密钥扩展器而非安全密钥交换器，并指出其主动攻击防御在初始秘密泄露时失效。
2023-11-19 cs.CR cs.ET
Secure, Robust, and Energy-Efficient Authenticated Data Sharing in UAV-Assisted 6G Networks
本文针对6G网络中UAV辅助的数据共享问题，提出了SeGDS和SeDDS两种基于无证书密码学的轻量级安全协议，实现了高效的内容下载与D2D共享，有效抵御DoS及搭便车攻击，显著降低了计算与通信成本。
2024-02-17 cs.CR
First demonstration of a post-quantum key-exchange with a nanosatellite
我们使用Kyber-512演示了与低地球轨道上的纳米卫星SpooQy-1进行的后量子密钥交换，Kyber-512是一种基于晶格的密钥封装机制，也是NIST PQC标准化过程中的第三轮决赛选手。我们的固件解决方案运行在基于Atmel AVR 32 RISC微控制器的星载计算机上，该微控制器是广泛用于纳米卫星的平台。我们使用CubeSat空间协议（CSP）上传了具有436.2 MHz UHF链路的新固件，并在瑞士上空多次执行密钥交换步骤。在这个实验中生成的共享密钥可以潜在地用于使用AES-256加密RF链路。该实现证明了SWaP约束纳米卫星上量子安全认证密钥交换和加密系统的可行性。
2022-06-02 cs.CR quant-ph
Robust Quantum Public-Key Encryption with Applications to Quantum Key Distribution
本研究提出了一种仅需两条消息且满足永久安全性的 QKD 协议，基于抗量子单向函数假设，其核心贡献在于构建了仅依赖认证经典信道的量子公钥加密新方案。
2024-01-02 cs.CR quant-ph
Successful attack on permutation-parity-machine-based neural cryptography
提出了一种对基于置换奇偶机的密钥交换协议进行概率攻击的算法。该策略不是模仿通信伙伴的同步，而是由蒙特卡罗方法来采样可能的权重空间，在内部回合和分析方法来传达提取的信息从一个外部回合到下一个。结果表明，在攻击下的协议不能比窃听者使用该算法同步更快。
2012-10-25 cond-mat.dis-nn cs.CR
Tree Parity Machine Rekeying Architectures
在嵌入式系统中，保护硬件组件之间的通信的必要性对于数据的保密性，特别是其商业用途变得越来越重要。我们建议一个低成本（即小逻辑面积）的解决方案，灵活的安全级别和短的密钥寿命。其基础是一种使用树奇偶校验机同步的对称密钥交换方法。快速连续的密钥生成使密钥交换在几毫秒内，给定的现实通信信道具有有限的带宽。为了演示，我们评估的标准单元ASIC设计实现的IP核在0.18微米CMOS技术的特点。
2005-02-14 cs.AR cs.CR
A Comprehensive Formal Security Analysis and Revision of the Two-phase Key Exchange Primitive of TPM 2.0
可信协议2.0版提供了两阶段密钥交换原语，可用于实现三种广泛标准化的认证密钥交换协议：完全统一模型、完全MQV和SM 2密钥交换协议。然而，在所有这些协议中都发现了漏洞。幸运的是，TPM芯片提供的保护似乎可以减轻这些漏洞。本文提出了一个安全模型，该模型能够捕获TPM对密钥和协议计算环境的保护，并且能够对多个协议进行统一分析。在统一安全模型的基础上，首次对TPM 2.0的密钥交换原语进行了形式化的安全分析，分析结果表明，在TPM芯片的硬件保护下，密钥交换原语确实满足我们的安全模型中定义良好的安全性质，但在一些不切实际的限制条件下，这将阻止密钥交换原语在真实世界网络中的应用。为了使TPM 2.0适用于现实网络，我们提出了一个修改的TPM 2.0的密钥交换原语，它可以是安全的，没有限制条件。我们给出了一个严格的分析，结果表明，我们的修改不仅达到了现代AKE安全模型的基本安全性质，但也有一些进一步的安全性质。
2020-07-04 cs.CR cs.NI
Revisiting Deniability in Quantum Key Exchange via Covert Communication and Entanglement Distillation
我们重新审视量子密钥交换（QKE）中的可否认性概念，这是一个基本上尚未探索的话题。在唐纳德·比弗（Donald Beaver）关于这一主题的唯一工作中，有人认为QKE不一定是可否认的，因为窃听攻击限制了密钥的模糊性。我们提供了更多的洞察这种攻击的性质，以及它如何扩展到其他结构，如QKE从不可克隆的加密。然后，我们采用Mosca等人开发的量子认证密钥交换框架，并将其扩展为引入强制器可否认QKE的概念，根据真实和伪强制器视图的不可否认性进行了形式化。接下来，我们应用Arrazola和Scarani最近关于隐蔽量子通信的工作结果，建立隐蔽QKE和可否认性之间的联系。我们提出了DC-QKE，一个简单的可否认的隐蔽QKE协议，并证明了它的可否认性通过减少隐蔽QKE的安全性。最后，我们考虑如何纠缠蒸馏可以用来使信息理论上可否认的协议QKE和任务以外的密钥交换。
2018-12-05 cs.CR cs.IT math.IT
Synchronization of Tree Parity Machines using non-binary input vectors
AGH University of Science and Technology（波兰格但尼克技术大学）
本文提出利用范围更广的非二进制输入向量改进树奇偶机的同步过程，从而减少同步时间并提升神经密码学的安全性。
2021-04-22 cs.CR cs.LG cs.NE
Neural Synchronization based Secret Key Exchange over Public Channels: A survey
使用各种学习规则基于神经同步在公共信道上交换秘密密钥为基于数论的密码算法提供了一种有吸引力的替代方案。虽然有几种形式的攻击是可能的，例如几何，遗传和多数攻击，我们的调查发现，确定性算法，与端点网络同步具有高时间复杂度，而概率和基于人口的算法已被证明有能力解码的关键在其交换过程中的公共信道。我们的调查还讨论了查询，密码学，错误的信息，组密钥交换，突触深度等，已被提出，以增加时间复杂度的算法拦截或解码的关键在交换过程中。树奇偶校验机及其变种，神经网络与树拓扑结构，包括奇偶校验的状态位，似乎是最安全和稳定的端点网络模型之一。我们的调查还提到了一些值得注意的研究神经网络应用于其他必要的方面的密码学。我们的结论是，发现具有非常高的同步速度的神经架构，并设计在相互学习过程中交换的信息的编码和熵，以及设计非常敏感的混沌映射的网络的同步状态的混沌加密密钥的转换，是在这个领域的主要问题。
2015-02-18 cs.CR
LSEG: A Lightweight and Secure Key Exchange Protocol for Smart Grid Communication
针对智能电网中资源受限设备的安全通信需求，提出轻量级密钥交换协议LSEG，利用Ed25519与Curve25519的双有理映射实现统一密钥对，实验验证其低开销与强安全性，适用于智能电网部署。
2025-11-10 cs.CR
The Manipulate-and-Observe Attack on Quantum Key Distribution
School of Physics and Astronomy, University of Leeds（利兹大学物理与天文学院）；Quantum Village Inc.（量子村公司）
本文提出一种操纵与观察攻击，通过拦截部分量子比特并利用重配过程中泄露的奇偶性信息，降低密钥分发的安全性，甚至在最坏情况下恢复密钥材料。
2026-03-31 cs.CR quant-ph
