苏航，刘建伟，陶芮

（北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100191）

无证书的层次认证密钥协商协议

苏航，刘建伟，陶芮

（北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100191）

提出了一种无证书的层次认证密钥协商协议，协议的安全性基于计算性Diffie-Hellman困难假设，并在eCK（extended Canetti-Krawczyk）模型下证明了该协议的安全性。该协议中，根PKG为多层的域PKG验证身份并生成部分私钥，域 PKG为用户验证身份并生成部分私钥，私钥则由用户选定的秘密值和部分私钥共同生成。与已有协议相比，协议不含双线性映射配对运算，且具有较高的效率。

无证书；层次认证密钥协商协议；计算性Diffie-Hellman困难假设；eCK模型

1 引言

密钥协商是保障节点间安全通信的重要机制。在传统公钥基础设施[1]（PKI, public key infrastructure）中，需要证书来验证用户的身份。因此，PKI中涉及大量的证书管理问题。为了简化这一问题，Shamir[2]于1984年提出基于身份的密码体制（IBC,ID based cryptography）。在该体制中，选取用户的身份作为公钥，私钥由可信的私钥生成中心 PKG生成。然而在IBC中，PKG可掌握所有用户的私钥，这就是IBC中固有的密钥托管问题。在2003年，Al-Riyami和Paterson[3]提出了无证书的公钥密码体制（CLPKC, certificateless public key cryptography），这一体制解决了 IBC中的密钥托管问题。利用CLPKC，学者们提出了大量的无证书认证密钥协商协议[4～10]。

在空间信息网络中[11]，含有多种异构网络和大量网络节点，集中式的管理模式会因数据流过于集中，而导致网络拥塞和服务延时及单点失效问题。空间节点的软硬件处理能力相对较低，处理资源和带宽相对较少，电源和推进能力有限。……