• 제목/요약/키워드: secure computation protocol

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An Efficient PSI-CA Protocol Under the Malicious Model

  • Jingjie Liu;Suzhen Cao;Caifen Wang;Chenxu Liu
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권3호
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    • pp.720-737
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    • 2024
  • Private set intersection cardinality (PSI-CA) is a typical problem in the field of secure multi-party computation, which enables two parties calculate the cardinality of intersection securely without revealing any information about their sets. And it is suitable for private data protection scenarios where only the cardinality of the set intersection needs to be calculated. However, most of the currently available PSI-CA protocols only meet the security under the semi-honest model and can't resist the malicious behaviors of participants. To solve the problems above, by the application of the variant of Elgamal cryptography and Bloom filter, we propose an efficient PSI-CA protocol with high security. We also present two new operations on Bloom filter called IBF and BIBF, which could further enhance the safety of private data. Using zero-knowledge proof to ensure the safety under malicious adversary model. Moreover, in order to minimize the error in the results caused by the false positive problem, we use Garbled Bloom Filter and key-value pair packing creatively and present an improved PSI-CA protocol. Through experimental comparison with several existing representative protocols, our protocol runs with linear time complexity and more excellent characters, which is more suitable for practical application scenarios.

대칭키 암호화를 이용한 Ad Hoc 네트워크에서의 안전한 경로발견 프로토콜 제안 (A Proposal of Secure Route Discovery Protocol for Ad Hoc Network using Symmetric Key Cryptography)

  • 박영호;이상곤;문상재
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.68-75
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    • 2008
  • Ad hoc 네트워크는 구성이 변하기 쉬운 환경이므로 불법 노드가 네트워크 자원소비 및 경로방해 등의 동작이 용이하므로 라우팅 프로토콜 보호가 필요하다. 본 논문에서는 대칭키 암호화 방식을 이용하여 효율적이고 안전한 경로발견 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 대칭키 암호화 방식을 이용하여 각 홉에서 처리하는 연산량을 줄이며 경로응답 시 암/복호화 과정이 있어 정당한 홉을 가장한 active 공격에 강하다.

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선형계를 위한 실용적인 프라이버시 보존형 다자간 계산 프로토콜 (A Practical Privacy-Preserving Multi-Party Computation Protocol for Solving Linear Systems)

  • 이옥연;홍도원;강주성
    • 정보보호학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.13-24
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    • 2006
  • 여러 개체가 각자의 정보를 제공하여 이를 바탕으로 정보 제공자의 프라이버시를 보존하면서 공통의 유익한 정보를 얻고자 하는 다자간 협력 계산 프로토콜에 대해서 논한다. 금융, 제조업, 통신 분야 등에서 널리 응용되는 선형계(linear system)의 일반해(general solution)와 최소제곱해(least-square solution)를 구하는 문제에서 프라이버시를 보존하는 실용적인 다자간(multi-party) 협력 계산 프로토콜을 제안한다. 본 논문에 제안된 프로토콜은 기존의 양자간(two-party) 협력 계산 방식을 확장한 새로운 것으로 효율성 측면에서 우수한 실용적인 다자간 계산 프로토콜이다.

신뢰 센터 기반의 안전한 이동 에이전트 전송 프로토콜 (A Trust Center Based Secure Mobile Agent Transfer Protocol)

  • 한승완;임형석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.993-996
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    • 1999
  • A mobile agent is a program which is capable of migrating autonomously from host to host in the heterogeneous network, to perform some computation on behalf of the user. Mobile agents have many advantages in the distributed computing environment. But they are likely to suffer many attacks on the security due to the mobility. In order to make use of a mobile agent in the real applications, the security issues must be addressed. We deal with the problem which is concerned with protecting a mobile agent in transit and detecting a mobile agent clone. In this paper we propose a trust center based secure mobile agent transfer protocol. This protocol transfers a mobile agent securely from host to host and detects a mobile agent clone. We further show the security of the protocol against many attacks.

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An Improved Authentication and Key Agreement scheme for Session Initial Protocol

  • Wu, Libing;Fan, Jing;Xie, Yong;Wang, Jing
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권8호
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    • pp.4025-4042
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    • 2017
  • Session initiation protocol (SIP) is a kind of powerful and common protocols applied for the voice over internet protocol. The security and efficiency are two urgent requirements and admired properties of SIP. Recently, Hamed et al. proposed an efficient authentication and key agreement scheme for SIP. However, we demonstrate that Hamed et al.'s scheme is vulnerable to de-synchronization attack and cannot provide anonymity for users. Furthermore, we propose an improved and efficient authentication and key agreement scheme by using elliptic curve cryptosystem. Besides, we prove that the proposed scheme is provably secure by using secure formal proof based on Burrows-Abadi-Needham logic. The comparison with the relevant schemes shows that our proposed scheme has lower computation costs and can provide stronger security.

A Highly Secure Identity-Based Authenticated Key-Exchange Protocol for Satellite Communication

  • Yantao, Zhong;Jianfeng, Ma
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제12권6호
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    • pp.592-599
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    • 2010
  • In recent years, significant improvements have been made to the techniques used for analyzing satellite communication and attacking satellite systems. In 2003, a research team at Los Alamos National Laboratory, USA, demonstrated the ease with which civilian global positioning system (GPS) spoofing attacks can be implemented. They fed fake signals to the GPS receiver so that it operates as though it were located at a position different from its actual location. Moreover, Galileo in-orbit validation element A and Compass-M1 civilian codes in all available frequency bands were decoded in 2007 and 2009. These events indicate that cryptography should be used in addition to the coding technique for secure and authenticated satellite communication. In this study, we address this issue by using an authenticated key-exchange protocol to build a secure and authenticated communication channel for satellite communication. Our protocol uses identity-based cryptography. We also prove the security of our protocol in the extended Canetti-Krawczyk model, which is the strongest security model for authenticated key-exchange protocols, under the random oracle assumption and computational Diffie-Hellman assumption. In addition, our protocol helps achieve high efficiency in both communication and computation and thus improve security in satellite communication.

내부자에 의한 위장 공격을 방지하는 개선된 ID 기반 그룹 인증 및 키 합의 프로토콜 (Improved ID-based Authenticated Group Key Agreement Secure Against Impersonation Attack by Insider)

  • 박혜원;;김광조
    • 정보보호학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.25-34
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    • 2009
  • 인터넷에 존재하는 많은 그룹 기반 시스템들은 안전한 통신을 위해 그룹 인증 및 키 합의 (AGKA)를 필요로 한다. 1984년에 Sharnir가 ID 기반 암호시스템을 제안한 이후 이 시스템의 공개키 관리 연산 감소를 이용한 ID 기반 AGKA 프로토콜이 지속적으로 연구되고 있다. 이와 관련해서 2006년에 Zhou 등은 두 번의 라운드를 가지면서 통신 및 연산에서 매우 효율적인 ID 기반 AGKA 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서는 이 프로토콜이 임시 그룹 비밀 정보를 소유하고 있는 악성 내부자에 의한 위장 공격에 취약하다는 것을 보이고 이를 개선한 ID 기반 AGKA 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 악성 공격자가 임시 그룹 비밀 정보를 알고 있더라도 각 구성원의 개인 키를 포함 하는 서명을 사용하여 위장 공격이 불가능하도록 설계되었다. 또한 Zhou 등의 프로토콜에서 수행되었던 불필요한 연산을 감소하여 성능 또한 향상시켰다.

부분동형암호와 외부서버를 이용한 효율적인 다자간 연산 기법 (Efficient Outsourced Multiparty Computations Based on Partially Homomorphic Encryption)

  • 은하수;우바이둘라;오희국
    • 정보보호학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.477-487
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    • 2017
  • MPC(multiparty computation) 프로토콜이란 다수의 사용자가 각각 데이터를 제공하고, 이를 이용하여 협력적으로 연산을 수행하는 기법이다. 기존의 MPC 프로토콜은 사용자 사이의 상호작용에 의존했기 때문에, 연산이 끝날 때까지 모든 사용자가 온라인 상태를 유지해야 했다. 이를 개선하기 위한 연구 중 하나로서, 공모하지 않은 두 서버에 연산을 위임하는 기법이 연구되고 있다. 사용자의 참여를 완전히 배제한 최초의 기법이 Peter 등에 의해 제안되었으나, 서버 간 통신량이 매우 높다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Peter 등의 기법에서 문제가 되었던 서버 간 통신량을 PRE(proxy re-encryption)를 이용하여 개선하였다. 제안하는 기법과 유사한 기법이 두 차례 제안되었으나, 복호화 과정에서 이산대수 문제를 해결해야 하거나, 서버와 사용자 사이의 공모공격에 취약한 등 다양한 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 기존 기법의 문제점을 분석하고 이를 바탕으로 안전하고 효율적인 MPC 프로토콜을 제안한다. 제안하는 기법은 PRE를 이용하여 서버 간 통신량을 낮추었으며, 연산과정에서 사용자의 참여를 완전히 배제하였고, 복호화 과정에서 이산대수문제를 풀지 않고도 연산결과를 얻을 수 있다.

Ad Hoc 네트워크를 위한 안전한 경로발견 프로토콜 제안 (A Proposal of Secure Route Discovery Protocol for Ad Hoc Network)

  • 박영호;김진규;김철수
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.30-37
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    • 2005
  • Ad hoc 네트워크는 고정된 기반 망의 도움없이 이동 단말만으로 구성된 자율적이고 독립적인 네트워크로 최근 다양한 분야에서의 활용이 논의되고 있다. 그러나, ad hoc 네트워크는 구성이 변하기 쉬운 환경이므로 불법 노드가 네트워크 자원소비 및 경로방해 등의 동작이 용이하므로 라우팅 프로토콜 보호가 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 해쉬함수만을 이용한 경로발견 프로토콜과 해쉬함수 및 공개키 암호화 방식을 이용한 경로발견 프로토콜을 제안한다. 첫 번째 제안한 프로토콜은 active 공격에 약하나 전송패킷의 데이터 양이 적고 각 홉에서 처리하는 연산량이 적다는 장점이 있으며 두 번째 제안한 프로토콜은 active 공격에 강하다.

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강한 프라이버시와 연산 효율성을 제공하는 암호 퍼즐 기반 RFID 경계 결정 프로토콜 (An RFID Distance Bounding Protocol Based on Cryptographic Puzzles Providing Strong Privacy and Computational Efficiency)

  • 안해순;윤은준;남인길
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제19C권1호
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    • pp.9-18
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    • 2012
  • 2010년에 Pedro등은 WSBC 암호 퍼즐 기반 RFID 경계 결정 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서는 Pedro등이 제안한 프로토콜이 공격자에 의한 비밀키인 유출 공격으로 인해 태그의 프라이버시 침해와 위치 트래킹 공격에 취약할 뿐만 아니라 제한적인 자원을 가지는 수동형 태그에서 대칭키 기반의 연산을 수행함으로써 연산 효율성 저하 및 리더와 태그 간에 많은 통신 라운드가 필요함을 지적한다. 더 나아가 위와 같은 보안 취약점과 연산 및 통신 효율성 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 보안성을 강화하고 높은 효율성을 제공하는 새로운 암호 퍼즐 기반의 RFID 경계 결정 프로토콜을 제안한다. 결론적으로 제안한 프로토콜은 수동형 태그의 특성을 고려하여 안전한 해쉬 함수 연산만을 수행함으로써 연산 효율성을 높여줄 뿐만 아니라 일방향 해쉬 함수의 성질을 기반으로 연산된 값을 리더와 태그 간에 안전하게 송수신하기 때문에 공격자에 의한 비밀키 유출 공격이 발생되지 않는 강력한 안전성을 보장한다.