HCE模式下一种基于零知识证明的身份认证方法

doi:10.3969/j.issn.1671-1122.2017.06.011

信息网络安全 ›› 2017, Vol. 17 ›› Issue (6): 68-74.doi: 10.3969/j.issn.1671-1122.2017.06.011

HCE模式下一种基于零知识证明的身份认证方法

刘川葆^{1, 2}, 陈明志^{1, 2}, 林伟宁^{1, 2}, 冯映燕^{1, 2}

1. 福州大学数学与计算机科学学院,福建福州 350108;
2. 网络系统信息安全福建省高校重点实验室,福建福州 350108

收稿日期:2017-04-28 出版日期:2017-06-20
通讯作者: 陈明志 6940854@qq.com
作者简介:刘川葆（1992-）,男,福建,硕士研究生,主要研究方向为无线通信安全;陈明志（1975-）,男,福建,副教授,博士,主要研究方向为互联网安全通信与智能信息处理;林伟宁（1992-）,男,福建,硕士研究生,主要研究方向为入侵检测;冯映燕(1992-),女,福建,硕士研究生,主要研究方向为移动互联通信安全。
基金资助:
国家自然科学基金 [71231003]; 福建省科技厅工业引导性(重点)项目[2015H0020]; 福建省科技厅区域发展项目[2015H4005]; 福州市科技计划项目[2014G75]

A Method of Identity Authentication Based on Zero Knowledge Proof in HCE Mode

LIU Chuanbao^{1, 2}, CHEN Mingzhi^{1, 2}, LIN Weining^{1, 2}, FENG Yingyan^{1, 2}

1. College of Mathematics and Computer Science, Fuzhou University, Fuzhou Fujian 350108, China;
2. Key Lab of Information Security of Network System in Fujian Province, Fuzhou Fujian 350108, China

Received:2017-04-28 Online:2017-06-20

摘要/Abstract

摘要： 带有NFC（近场通信）功能的手机近几年在不断推广和普及,NFC的HCE(主机卡模拟)模式大大方便了NFC的开发和使用,使用NFC功能的相关应用也越来越多。在HCE模式下,由于缺乏本地SE模块,数据的安全性、身份认证的可靠性深受质疑。文章提出一种HCE模式下的身份认证方法,以零知识证明理论为基础,减少信息传递过程中身份凭证被窃听、复制、破解的可能,对留存于本地的身份凭证进行隐藏,较好地解决了本地数据的安全性问题。在不可信的网络环境里和安全性较弱的本地设备上完成了较可信的身份认证。

关键词: 近场通信, 主机卡模拟, 零知识证明, 身份认证

Abstract: Mobile phones with NFC (near field communication) function are being popularized in recent years, and the HCE (host-based card emulation) mode greatly facilitates the development and the use of NFC applications. There are also more and more related applications using NFC function. In the HCE mode, because of the lack of local SE modules, the security of data and the reliability of identity authentication are deeply questioned. This paper proposes an identity authentication method in the HCE mode based on the zero-knowledge proof theory, which reduces the possibility of eavesdropping, duplication and cracking in the process of information transmission. By hiding the identity documents retained locally, the security of the local data is handled better. In untrusted network environments and on local devices with less security, more reliable identity authentication is achieved.

Key words: NFC, HCE, zero knowledge proof, identity authentication

中图分类号:

TP393

刘川葆, 陈明志, 林伟宁, 冯映燕. HCE模式下一种基于零知识证明的身份认证方法[J]. 信息网络安全, 2017, 17(6): 68-74.

LIU Chuanbao, CHEN Mingzhi, LIN Weining, FENG Yingyan. A Method of Identity Authentication Based on Zero Knowledge Proof in HCE Mode[J]. 信息网络安全, 2017, 17(6): 68-74.

参考文献

[1] Frost & Sullivan. Promised Market for NFC Effectively Commences in 2011 with Commercial Roll out within All Verticals[EB/OL].http://www.frost.com/prod/servlet/press-release.pag?docid=223107191,2011-1-31.
[2] 腾讯科技.In-Stat：2015年NFC芯片出货量将超12亿[EB/OL].http://tech.qq.com/a/20111025/000145.htm,2011-10-25.
[3] 蒋欣辰. 基于Android平台的NFC服务框架的设计与实现[D]. 成都：电子科技大学, 2014.
[4] 熊良林. 基于Android手机NFC应用系统的开发[D]. 广州：华南理工大学, 2014.
[5] POURGHOMI P. Managing Near Field Communication (NFC) Payment Applications through Cloud Computing[EB/OL].https://core.ac.uk/download/pdf/20443918.pdf,2017-4-20.
[6] Ecma International.Near Field Communication Interface and Protocol (NFCIP-1)[EB/OL]．http://read.pudn.com/downloads134/doc/comm/572238/NFC%D0%AD%D2%E9%BC%B0%B2%E2%CA%D4%B7%BD%B7%A8/Ecma-340_Near%20Field%20Communication%20Interface%20and%20Protocol%20(NFCIP-1).pdf,2004-12-14.
[7] LEPOJEVIC B, PAVLOVIC B, RADULOVIC A. Implementing NFC Service Security - SE VS TEE VS HCE[EB/OL].https://www.researchgate.net/publication/263506976_Implementing_NFC_service_security_-_SE_VS_TEE_VS_HCE,2017-4-20.
[8] 电子产品世界.英国一NFC研究成功截取无接触支付传输信号[EB/OL].http://www.eepw.com.cn/article/198091.htm,2013-12-2.
[9] 子阳.NFC移动支付专家：HCE安全仅有Tokenization还不够[EB/OL].http://news.rfidworld.com.cn/2015_03/f386405e34605df6.html,2015-3-13.
[10] 张玉婷,严承华. 一种基于双向认证协议的RFID标签认证技术研究[J]. 信息网络安全,2016（1）：64-69.
[11] MADLMAYR G, KANTNER C, GRECHENIG T. Near Field Communication[J]. Pervasive Computing IEEE, 2014, 4(2):4-7.
[12] DERAWI M O, MCCALLUM S,WITTE H, et al. Biometric Access Control Using Near Field Communication and Smart Phones[C]//IEEE.Iapr International Conference on Biometrics,March 29 -April 1, 2012. New Delhi, India.NJ:IEEE, 2012:490-497.
[13] 张博. HCE技术在移动支付中的应用研究[D].西安：西安电子科技大学,2014.
[14] 杨婷. 基于Android和NFC技术的校园一卡通的关键技术研究[D].北京：北京邮电大学, 2015.
[15] CHEN W D, MAYES K E, LIEN Y H, et al. NFC Mobile Payment with Citizen Digital Certificate[C]//IEEE. The 2nd International Conference on Next Generation Information Technology,June 21-23, 2011.Gyeongju, South Korea.NJ: IEEE, 2011:120-126.
[16] COSKUN V, OZDENIZCI B, OK K. A Survey on Near Field Communication (NFC) Technology[J]. Wireless Personal Communications, 2013, 71(3):2259-2294.
[17] ALATTAR M, ACHEMLAL M. Host-Based Card Emulation: Development, Security, and Ecosystem Impact Analysis[C]//IEEE. High Performance Computing and Communications, 2014 IEEE, Intl Symp on Cyberspace Safety and Security, 2014 IEEE, Intl Conf on Embedded Software and Syst, August 20-22, 2014.Paris, France.NJ:IEEE, 2014:506 - 509.
[18] 张涛,裴蓓,文伟平,等. 一种安卓平台下提权攻击检测系统的设计与实现[J]. 信息网络安全,2016（2）：15-21.
[19] 罗勤文. NFC移动支付管理系统的设计与实现[D]. 北京：北京邮电大学, 2015.
[20] ARFAOUI G, GHAROUT S, LALANDE J F, et al. Practical and Privacy-Preserving TEE Migration[A]// Information Security Theory and Practice[M].New York:Springer International Publishing, 2015:153-168.
[21] 罗净. 基于智能终端可信操作系统的安全支付研究与实现[D].成都：电子科技大学, 2014.
[22] BLUM M, FELDMAN P, MICALI S. Non-Interactive Zero-Knowledge and Its Applications[C]//ACM.STOC '88 Proceedings of the Twentieth Annual ACM Symposium on Theory of Computing,May 2 - 4, 1988.Chicago, Illinois, USA. New York:ACM, 1988:103-112.
[23] FIEGE U, FIAT A,SHAMIR A. Zero Knowledge Proofs of Identity[J]. Journal of Cryptology, 1988, 1(2):77-94.
[24] SCHNORR C P. Efficient Signature Generation by Smart Cards[J]. Journal of Cryptology, 1991, 4(3):161-174.
[25] 王坤, 周清雷. 新物联网下的RFID双向认证协议[J]. 小型微型计算机系统, 2015, 36(4):732-738.
[26] CHA B, KIM J. Design of NFC Based Micro-payment to Support MD Authentication and Privacy for Trade Safety in NFC Applications[C]//IEEE.2013 Seventh International Conference on Complex, Intelligent, and Software Intensive Systems (CISIS),July 3-5, 2013.Taichung, China.NJ:IEEE, 2013:710-713.
[27] 马庆,郭亚军,曾庆江,等. 一种新的超轻量级RFID双向认证协议[J]. 信息网络安全,2016（5）：44-50.
[28] SYAMSUDDIN I, DILLON T, CHANG E, et al. A Survey of RFID Authentication Protocols Based on Hash-Chain Method[C]//IEEE.International Conference on Convergence and Hybrid Information Technology, November 11-13,2008. Busan, South Korea .NJ:IEEE, 2008:559-564.
[29] Martínez S, VALLS M, ROIG C, et al. A Secure Elliptic Curve-based RFID Protocol[J]. Journal of Computer Science and Technology, 2009, 24(2):309-318.

HCE模式下一种基于零知识证明的身份认证方法

A Method of Identity Authentication Based on Zero Knowledge Proof in HCE Mode

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	刘晓芬, 陈晓峰, 连桂仁, 林崧. 基于d级单粒子的可认证多方量子秘密共享协议[J]. 信息网络安全, 2020, 20(3): 51-55.
[2]	张富友, 王琼霄, 宋利. 基于生物特征识别的统一身份认证系统研究[J]. 信息网络安全, 2019, 19(9): 86-90.
[3]	马利民, 张伟, 刘熙尧. 一种安全的无线体域网医疗信息管理系统研究与设计[J]. 信息网络安全, 2019, 19(5): 38-46.
[4]	张顺, 陈张凯, 梁风雨, 石润华. 基于Bell态的量子双向身份认证协议[J]. 信息网络安全, 2019, 19(11): 43-48.
[5]	张敏, 许春香, 黄闽英. 远程医疗环境下面向多服务器的轻量级多因子身份认证协议研究[J]. 信息网络安全, 2019, 19(10): 42-49.
[6]	胡卫, 吴邱涵, 刘胜利, 付伟. 基于国密算法和区块链的移动端安全eID及认证协议设计[J]. 信息网络安全, 2018, 18(7): 7-9.
[7]	游林, 梁家豪. 基于同态加密与生物特征的安全身份认证研究[J]. 信息网络安全, 2018, 18(4): 1-8.
[8]	魏占祯, 王守融, 李兆斌, 李伟隆. 基于OpenFlow的SDN终端接入控制研究[J]. 信息网络安全, 2018, 18(4): 23-31.
[9]	陈付龙, 张紫阳, 王涛春, 谢冬. 一种基于联络信号的物联网安全身份认证方法[J]. 信息网络安全, 2018, 18(11): 40-48.
[10]	孙子文, 李富. 基于HMM与D-S证据理论的手势身份认证方法[J]. 信息网络安全, 2018, 18(10): 17-23.
[11]	亢保元, 王佳强, 邵栋阳, 李春青. 一种适用于异构Ad Hoc无线传感器网络的身份认证与密钥共识协议[J]. 信息网络安全, 2018, 18(1): 23-30.
[12]	武传坤, 张磊, 李江力. 物联网设备信任体系架构与轻量级身份认证方案设计[J]. 信息网络安全, 2017, 17(9): 16-20.
[13]	张曼, 咸鹤群, 张曙光. 基于重力传感器的身份认证技术研究[J]. 信息网络安全, 2017, 17(9): 58-62.
[14]	赵凯利, 李丹仪, 李强, 马存庆. 基于智能移动终端密码模块的身份认证方案实现[J]. 信息网络安全, 2017, 17(9): 107-110.
[15]	周健, 孙丽艳, 段爱华, 施文君. 空间自组织网络区域自治身份认证管理方案研究[J]. 信息网络安全, 2017, 17(8): 45-52.