基于动态口令的身份认证机制及其安全性分析
一种实现双向认证动态口令身份认证方案
一种实现双向认证动态口令身份认证方案摘要在分析现有动态身份认证系统的基础上结合使用国际标准加密算法设计了双向通信协议、动态密码生成算法、以及动态重调机制解决了目前动态身份认证系统只能实现服务器对客户端的单向认证的缺陷和以牺牲口令随机度来解决“失步”问题的不足。
关键词双向身份认证、动态口令、同步重调动态身份认证系统不可否认基于动态口令的身份认证系统给网络安全带来了福音。
它的优点如动态性、一次性、随机性、多重安全性等从根本上有效修补了传统身份认证系统存在的一些安全隐患。
比如可以有效防止重放攻击、窃听、猜测攻击等。
但就目前的研究成果、使用情况来看它同样也存在这不足以及技术上的难关。
现有的基于动态口令的身份认证系统都只能实现单向认证即服务器对客户端的认证这样就不能避免服务器端的攻击。
随着网络应用的多样性发展越来越多的网络应用要求能够实现双向认证以确保双发的利益如电子商务、金融业务等因此实现双向认证就成为了身份认证的一个必然趋势。
对于同步认证技术来说保证服务器端和客户端的高度同步是必需的。
此时如何保持服务器和众多客户端同步就成了一个技术难关。
基于同步认证技术的动态身份认证系统都存在“漂移”问题也即“失步”。
目前的解决办法往往是以牺牲口令的随机度来弥补这个缺陷。
这无疑给系统带来了很大的安全隐患。
当然异步认证技术不存在“漂移”问题但是它进行认证的过程比较繁琐占用通讯时间太长效率比较低。
针对上面提到的动态口令认证系统的不足和缺陷设计了一个新方案。
该方案采用双向认证通信协议实现了双向认证并设计了一种失步重调机制。
2.2改进方案2.2.1双向认证通信协议在这个协议中使用了直接信任模型即客户端和服务器端通过注册阶段而建立直接信任关系。
（直接信任是最简单的信任形式。
两个实体之间无须第三方介绍而直接建立起来的信任关系称为直接信任。
）协议中包括两个阶段：注册阶段、登陆阶段。
1）注册阶段注册阶段是为了让Client 和Server建立初始信任关系。
身份认证的技术方法和特点
身份认证的技术方法和特点1. 认证方式包括密码、指纹、虹膜、人脸等多种生物特征。
2. 密码认证是最常见的一种方式，通过用户输入正确的密码来验证身份。
3. 指纹识别技术利用个体指纹的唯一性进行身份认证，安全性高。
4. 虹膜识别是指通过扫描个体的虹膜来进行身份确认，准确率较高。
5. 人脸识别技术通过分析个体的面部特征来进行身份识别，广泛应用于各种场景。
6. 身份证读取技术可以通过读取身份证上的芯片信息或者照片进行验证身份。
7. 二因素认证结合密码和其他生物特征的认证方式，提高了安全性。
8. 单一因素认证使用单一身份验证方式，安全性较低。
9. 动态口令认证通过生成短期有效的动态口令来增加认证的安全性。
10. 生物特征识别技术根据生物特征进行身份验证，包括指纹、虹膜等。
11. 身份认证技术可以分为基于知识、基于所有权和基于特征的不同类型。
12. 身份认证技术在金融领域发挥着重要的作用，保障了交易的安全性。
13. 社交媒体平台采用了多种身份认证技术来保障用户账号的安全。
14. 手机解锁采用的是生物特征认证技术，如指纹识别和面部识别。
15. 身份认证技术需要平衡安全性和便利性，以提升用户体验。
16. 多因素认证结合了多种认证方式，提高了身份认证的安全性。
17. 生物特征认证技术受到了隐私和数据保护的关注和监管。
18. 身份认证技术要满足用户的高效性和可用性需求，提供便捷的认证体验。
19. 智能硬件设备采用生物特征认证技术，如指纹锁和人脸识别门禁系统。
20. 身份认证技术在医疗保健领域也发挥着重要作用，保障病人信息的安全性。
21. 传统的密码认证技术受到了破解和暴力破解的风险，需要加强安全性。
22. 身份认证技术在跨境支付和国际贸易中起到了重要的作用。
23. 金融机构采用了多种身份认证技术来保护客户的资金安全。
24. 匿名身份认证技术可以保护用户的隐私，避免泄露个人信息。
25. 身份认证技术要兼顾便捷性和安全性，提供良好的用户体验。
网络攻防原理与技术课件最新版第8章身份认证与口令攻击
Kerberos认证协议
安全性分析
一旦用户获得过访问某个服务器的许可证， 只要在许可证的有效期内，该服务器就可根 据这个许可证对用户进行认证，而无需KDC 的再次参与；
实现了客户和服务器间的双向认证； 支持跨域认证； 应用广泛，互操作性好。
Kerberos认证协议
安全性分析
Kerberos认证中使用的时间戳机制依赖于域 内时钟同步，如果时间不同步存在较大的安 全风险；
第 八 章 身份认证与口令攻击
内容提纲
1 身份认证 2 口令行为规律和口令猜测
3 口令破解 4 口令防御
身份认证
一个系统的安全性常常依赖于对终端用户身份的正确识别 与检查。对计算机系统的访问必须根据访问者的身份施加 一定的限制，这些是最基本的安全问题。
身份认证一般涉及两方面的内容：识别和验证。 识别：识别是指要明确访问者是谁，即必须对系统中 的每个合法用户都有识别能力。 要保证识别的有效性，必须保证任意两个不同的用 户都不能具有相同的识别符。 验证：验证是指在访问者声称自己的身份后(向系统输 入它的识别符)，系统还必须对它所声称的身份进行验 证，以防假冒。
脆弱口令行为
口令构造的偏好性选择：口令字符构成
表8-4 中英文用户口令的字符组成结构（文献[52]的表3，表中数据单位为%）
脆弱口令行为
口令构造的偏好性选择：口令长度
表8-5 中英文用户口令的长度分布（文献[52]的表4，表中数据单位为%）
脆弱口令行为
口令重用：
为了方便记忆，用户不可避免地使用流行密码 ，在不同网站重复使用同一个密码，同时在密 码中嵌入个人相关信息，如姓名和生日等
S/KEY
基本原理
S/KEY
安全性分析
口令认证的分类概述
口令认证的分类概述【摘要】网络信息安全给人类带来越来越多的问题，身份认证是网络信息安全的核心，口令认证技术已经成为身份认证技术的主流技术。
根据口令产生方式的不同，口令认证技术可分为静态口令认证、一次性口令认证和双因素动态口令认证三种分类，本文对各种口令认证方式进行了详细的分析并对动态口令中的时变参数进行了重点介绍。
【关键词】身份认证；静态口令认证；双因素动态口令认证０引言随着社会的进步和计算机技术的发展，网络的普及率越来越高，使网络化成为企业信息化发展大趋势，当人们在享受信息化带来的众多好处的同时，网络安全问题已成为信息时代人类共同面临的挑战。
在网络环境下，各种应用都需要通过身份认证来确认用户的合法性，然后再确定用户的个人数据和特定权限。
身份认证是其他的安全服务的基础,一旦身份认证系统被攻破，那么系统的其他安全措施都将形同虚设。
身份认证可以采用各种各样形式进行认证，口令认证系统以其密码算法的抗攻击能力强、兼容性好、使用方便可靠等显著特点而逐渐成为身份认证技术的主流。
根据验证口令的产生方式的不同，口令认证可以分为静态口令认证、一次性口令认证和双因素动态口令认证。
１静态口令认证静态口令认证是指用户登录系统进行身份认证的过程中，提交给系统的验证数据是固定不变的。
静态口令认证主要用于一些比较简单的系统或安全性要求不高的系统，例如：PC机的开机口令、Unix系统中用户的登录、Windows用户的登录、电话银行查询系统的帐户口令等。
静态口令认证方案根据是否采用加密的方法分为两种:口令匹配认证和算法匹配认证。
口令匹配认证: 系统中的口令文件存放的是用户口令的明文,当用户登录时，输入身份ID和对应口令PW，系统根据用户身份ID在口令文件中查找匹配的身份口令记录。
算法匹配认证:系统中的口令文件存放的是口令的杂凑值，而不是口令明文本身。
在使用加密的口令存储方案的认证系统中，用户登录时，输入身份ID和对应口令PW，然后计算口令PW的杂凑值，并将ID和口令PW的杂凑值传送给系统进行认证，系统根据用户身份ID在口令文件中查找匹配的身份口令记录。
动态口令双因素认证及其应用
个物理 因素 ， 成一个他人无 法复制和识破 的安全密码 。最 构
１双 因素 身份认 证
一
常见 的物理 因素有 ： 生物特征 和智能卡 。生物特 征因技术及 设
在信息安全领 域 ， 对共 享信息资源 保护的第一步就 是实施 备的复 杂性而 只在 某些特 殊的领 域 中使 用 。静 态密码 加智 能 种用户身份认证服 务。通 常这 一服务基于指定 的用户 Ｉ 系 卡是 目前应用 最广泛的双 因素身份认证机 制 ， Ｄ， 又称 为动态 口令
计 算机 时代 ２ １ 年 第 ４期 ００
动 态 口令 双 因素 认 证 及 其应 用
李 兰燕 ，毛 雪 石
（ 中国医学科学院药物研 究所 ，北京 １０５） ０ ００
摘 要 ：身份认证 是信 息安 全技术领域 的一 个重要 部分 ， 文章 阐述 了身份认 证的 主要 因素 和动态 口令 双 因素认证 的机
Hale Waihona Puke 可 “ 可 被分 享 ， 杂 复 惯， 都可能造成 密码 的失窃 。许 多企事业单位开 始意识到密码 物 品” 以被盗 走 ；所 知道 的 内容” 以被猜 出 、 的 内容可能 会忘记 ；所 具备 的特 征 ” “ 最为 强大 ， 代价 昂贵 但是 已经不能满足他 们对关键信 息资源保护 的需 求 ， 开始 着手实施 一般用在顶级安全需求 中。 更可 靠的身份 认证方 案来保 护他们 的信息 资源 。 目前 主要采 且拥有者本身 易受攻击 ， 双 因素身份 认证 机制 ， 通常 是在 静态密 码的基 础上 ， 加 增 用的强认证方案是动态 口令双 因素认证方 案。
ＬＩ Ｌａ — ａ ｎ ｙ ｎ， Ｍ ＡＯ ｅ ｓ ｉ Ｘｕ — ｈ
（ｎｔｕｅｏ ｔ ｉ ｄｃ，Ｃ ｉｅｅＡ ａ ｅ ｙ ｏ ｄｃｌＳｉｎｅ ｅｉｇ １０ ５ ，Ｃ ｉａ） Ｉｓｔｔ ｆＭａｅ ａ Ｍｅ ｉ ｉ ｒ ａ ｈｎｓ ｃｄｍ Ｍｅ ｉ ｃ ｃｓ ｉｎ ０ ０ ０ ｈｎ ｆ ａ ｅ ，Ｂ ｊ
一种实现双向认证动态口令身份认证方案
一种实现双向认证动态口令身份认证方案摘要在分析现有动态身份认证系统的基础上，结合使用国际标准加密算法设计了双向通信协议、动态密码生成算法、以及动态重调机制，解决了目前动态身份认证系统只能实现服务器对客户端的单向认证的缺陷，和以牺牲口令随机度来解决“失步”咨询题的别脚。
关键词双向身份认证、动态口令、同步重调，动态身份认证系统，别可否认基于动态口令的身份认证系统给络安全带来了福音。
它的优点，如动态性、一次性、随机性、多重安全性等，从全然上有效修补了传统身份认证系统存在的一些安全隐患。
比如，能够有效防止重放攻击、窃听、推测攻击等。
但就目前的研究成果、使用事情来看，它同样也存在这别脚，以及技术上的难关。
现有的基于动态口令的身份认证系统都只能实现单向认证，即服务器对客户端的认证，如此就别能幸免服务器端的攻击。
随着络应用的多样性进展，越来越多的络应用要求可以实现双向认证以确保双发的利益，如电子商务、金融业务等，所以实现双向认证就成为了身份认证的一具必定趋势。
关于同步认证技术来说，保证服务器端和客户端的高度同步是必需的。
此时怎么保持服务器和众多客户端同步就成了一具技术难关。
基于同步认证技术的动态身份认证系统都存在“微小漂浮”咨询题，也即“失步”。
目前的解决方法往往是以牺牲口令的随机度来弥补那个缺陷。
这无疑给系统带来了很大的安全隐患。
固然异步认证技术别存在“极小”咨询题，但是它进行认证的过程比较繁琐，占用通讯时刻太长，效率比较低。
针对上面提到的动态口令认证系统的别脚和缺陷设计了一具新方案。
该方案采纳双向认证通信协议实现了双向认证，并设计了一种失步重调机制。
2.2改进方案2.2.1双向认证通信协议在那个协议中使用了直接信任模型，即客户端和服务器端经过注册时期而建立直接信任关系。
（直接信任是最简单的信任形式。
两个实体之间无须第三方介绍而直接建立起来的信任关系称为直接信任。
）协议中包括两个时期：注册时期、登陆时期。
1）注册时期注册时期是为了让Client和Server建立初始信任关系。
2024全新企业网络安全培训ppt课件
目录
• 网络安全概述 • 基础网络防护技术 • 密码学与身份认证技术 • 数据安全与隐私保护策略 • 社交工程防范与意识培养 • 应急响应计划制定与实施
01 网络安全概述
网络安全定义与重要性
定义
网络安全是指通过技术、管理和法律手段，保护计算机网络系 统及其中的数据不受未经授权的访问、攻击、破坏或篡改，确 保网络系统的正常运行和数据的完整性、保密性、可用性。
数据备份恢复策略制定
定期备份
制定合理的数据备份计划，定期对重要数据 进行备份，确保数据的可恢复性。
备份介质选择
根据数据的重要性和恢复需求，选择合适的 备份介质，如硬盘、磁带、云存储等。
备份数据验证
对备份数据进行定期验证，确保备份数据的 完整性和可用性。
灾难恢复计划
制定灾难恢复计划，明确在发生灾难性事件 时的数据恢复流程和责任人。
涉及供应商和合作伙伴的安全问 题，如供应链中的恶意软件感染络安 全法规和合规要求，否则可能面
临法律诉讼和罚款等风险。
02 基础网络防护技术
防火墙原理及配置方法
防火墙基本概念
常见防火墙技术
防火墙配置方法
防火墙性能评估
定义、分类、工作原理
包过滤、代理服务器、 状态检测
规则设置、端口管理、 协议控制
吞吐量、延迟、并发连 接数
入侵检测系统（IDS/IPS）应用
IDS/IPS基本概念
定义、分类、工作原理
常见IDS/IPS技术
签名检测、异常检测、协议分析
IDS/IPS应用场景
实时监测、日志分析、事件响应
IDS/IPS性能评估
检测率、误报率、漏报率
恶意软件
第5章 身份认证与网络安全
(1)用户A选取时间戳tA，表示消息生成时间和期满时间，被用 来防止信息传递的延迟以抗重放；生成一个非重复的随机数rA （rA用来抗重放攻击）及密钥kA，A用自己的密钥kA加密 {tA ,rA,B}即{tA ,rA,B}kA。并将它发送给B。 (2)B收到消息后执行以下动作：获取A的X.509证书，并验证 证书的有效性，从A证书中提取A的公开密钥信息，验证A的身 份是否属实，同时检验消息的完整性；检查B自己是否是消息 的接收者；验证时间戳tA是否为当前时间，检查rA是否被重放； 最后B生成一个非重复的随机数rB（作用与rA相同），并向A 发送消息: {rB,tB,A,rA}kA。 (3)A收到消息后执行以下动作：获取B的X.509证书，并验证 证书的有效性，接着从B的证书中提取B的公开密钥，验证B的 公开密钥，验证B的身份，同时检验消息的完整性；检查A自己 是否是消息的接收者;验证时间戳tB是否为当前时间,并检查rB 是否被重放。
协议的目的是由KDC为A、B安全地分配会话密钥 KS，A在第②步安全地获得了KS，而第③步的消 息仅能被B解读，因此B在第③步安全地获得了KS ， 第④步中B向A示意自己已掌握KS，N2用于向A询 问自己在第③步收到的KS是否为一新会话密钥， 第⑤步A对B的询问作出应答，一方面表示自己已 掌握KS，另一方面由f(N2)回答了KS的新鲜性。 可见第④、⑤两步用于防止一种类型的重放攻击， 比如敌手在前一次执行协议时截获第③步的消息， 然后在这次执行协议时重放，如果双方没有第④、 ⑤两步的握手过程的话，B就无法检查出自己得到 的KS是重放的旧密钥。
清华大学出版社
北京交通大学出版社
5.1.1身份认证技术简介 G.J.Simmons在1984年提出了认证系统的 信息理论。他将信息论用于研究认证系统的 理论安全性和实际安全问题，也指出了认证 系统的性能极限以及设计认证码所必须遵循 的原则。
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1一种基于动态口令的身份认证系统研究 傅德胜1，陈 昕2 (南京信息工程大学 计算机与软件学院, 江苏 南京 210044)
摘 要：身份认证在信息安全中起着非常重要的作用，建立安全的身份认证机制成为终端安全的关键之一。作为一种新型的认证模式，动态口令比传统的静态口令更加安全、可靠。本文阐述了动态口令的原理及现有动态口令方案的缺点，设计了一种新型的身份认证系统，并对其有效性进行了分析。 关键词：动态口令；身份认证；安全性 中图法分类号:TP309 文献标识码: A
A Study of Authentication System based on Dynamic Password
FU De-sheng1, CHEN Xin2 (Department of Computer & software, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing Jiangsu 210044, China)
Abstract: Identity authentication plays a very important role in the system security, establishing a secure authentication mechanism becomes one of the keys in the terminal security. As a new mode of authentication， dynamic password is more secure and reliable than traditional static password. This paper describes the principle of dynamic password and disadvantages of the existing dynamic protocols， designs a new type of authentication system and analyzes the effectiveness of it. Key words: dynamic password; identity authentication; security
0 引言 身份认证是系统安全中最重要的问题，只有在进行安全可靠的身份认证的基础上，各种安全产品才能最有效地发挥安全防护作用；也只有完成了身份认证，网络系统才可能安全、高效地开放和共享各种网络资源、系统资源、信息资源。 目前大部分网络系统所使用的访问控制方法是传统的静态口令认证技术，通过用户名和口令的匹配来确认用户的合法性。但是，随着网络技术的进一步发展，以静态口令为基础的认证方式面临着很多的安全问题，渐渐无法满足用户的需求。动态口令的概念就是在这样的情况下产生的，它采用了基于同步或者异步方式而产生的一次性口令来代替传统的静态口令，从而避免了口令泄密带来的安全隐患。目前，基于动态口令的身份认证系统已应用在电子商务，电子政务，银行，证券等诸多领域。 1 传统的身份认证方式
传统的身份认证方式就是用户名口令核对法：系统为每一个合法用户建立一个ID／PW对，当用户登录系统时，提示用户输入自己的用户名和口令，系统通过核对用户输入的用户名，口令与系统内已有的合法用户的ID／PW是否匹配，来验证用户的身份。 这种静态口令认证方式存在很多问题，最常见的是网络数据流窃听、截取/重放、暴力破解、窥探等攻击方式。静态口令的不安全因素是信息系统普遍存在的隐患。基于口令认证的身份鉴别的安全性成为信息安全中迫切需要解决的一个问题，动态口令认证方式应运而
1 傅德胜，男（1950--），教授，主要研究领域：信息安全
2 陈昕，女（1984--），在读硕士研究生，主要研究领域：信息安全
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生。 2 动态口令认证的常用技术
20世纪80年代初，美国科学家Leslie Lamport针对静态口令认证的缺陷，首次提出了利用散列函数产生动态口令（OTP：One Time Password）的思想，即用户每次登录系统时使用的口令是变化的。根据动态因素的不同，动态口令认证技术主要分为两种，即同步认证技术和异步认证技术。其中同步认证技术又分为基于时间同步认证技术（Time Synchronous）和基于事件同步认证技术（Event Synchronous）；异步认证技术即为挑战/应答认证技术（Challenge/Response）。 （1）基于事件同步技术 这种方法的原理是通过某一事件的序列及种子密钥作为输入值，通过散列算法运算出密码。也就是说，用户输入一次ID就会产生一个密码，变化单位是用户的使用次数，如果客户端和服务器所算出的密码一致，就认证了用户的合法身份。 （2）基于时间同步技术 以用户登录时间作为随机因素，选择单向散列函数作为口令的生成算法，这种方式对时间准确度要求较高，一般采取分钟为变化单位。这样可以保证散列函数算出的口令是在不断变化的，又减少了认证双方的交互过程。 （3）基于挑战/应答技术 用户要求登录时，系统产生一个挑战码（随机数）发送给用户，客户端通过单向散列函数将用户的密钥和随机数进行运算，把结果（应答数）发送给系统，系统用同样的方法做验算即可验证用户身份。由于每个用户的密钥不同，不同的用户对同样的挑战值能算出不同的应答数，只有某一用户用指定的令牌才能算出正确的应答数，并且这个应答数只使用一次，所以能保证很高的安全性。 （4）S/Key技术 目前在实际应用中，使用最广泛的动态口令是S/Key方式，它也是挑战/应答技术的一种。每个用户都有一个账号，每个账号配有种子(Seed)、迭代值(Iteration)和秘密通行短语。使用秘密通行短语、种子以及变化的迭代值就能够产生一系列口令，每个口令用户只能使用一次。口令为一个单向的前后相关的序列，系统只用记录第 N个口令。用户用第N－1个口令登录时，系统用单向算法算出第N个口令与自己保存的第N个口令匹配，以判断用户的合法性。由于N是有限的，用户登录N次后必须重新初始化口令序列。 3 动态口令认证系统的设计
S/Key动态口令具有一次性，可以有效防止重放攻击，但是对小数攻击很脆弱，而且用户登录一定次数之后必须重新初始化。传统的挑战/应答机制向用户发送不重复的挑战数，不需要初始化，但是该方案只能提供单向身份认证，不能认证服务器，无法防范假冒的服务器欺骗用户。针对这些问题，本文提出了一个改进后的动态口令身份认证方案。 3.1 系统设计思想 本文采用的是基于挑战/应答的认证技术，用MD5算法和公钥体制为口令加密。用户U选择账户ID和口令PW，由安全信道完成在认证服务器AS上的注册，AS保存用户U的用户账户和口令对{ID，PW}。 身份验证的过程如下： （1）U→AS:ID 用户输入账户ID，将身份验证请求上传至服务器AS。 （2）U←AS:R 服务器AS查询用户信息，如果账户ID不是已经注册的账户，就拒绝请求；否则产生
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一个随机数r，计算R= ay mod p（p为大素数，a为Zp的本原元），将挑战数R提交给用户。 （3）U→AS: h(h(PW)||R⊕V，h(h(PW)||R||V) 用户输入PW并计算h(PW)，选择随机数x，计算V= ax mod p，然后把h(PW)和R连
接后的hash值与V作异或运算。同时为保证V的完整性以进行认证，计算h(h(PW)||R||V)。将h(h(PW)||R⊕V和h(h(PW)||R||V)一起传给认证服务器AS。 （4）U←AS: h(V+1) 服务器用自己的私钥解密h(PW)，计算h(h(PW)||R，然后将其与h(h(PW)||R⊕V进行异或运算求得V’，计算h(h(PW)||R||V’)。若h(h(PW)||R||V’)与收到的h(h(PW)||R||V)相等，则认为用户合法，通过验证，计算h(V+1)并作为应答信息传给用户；否则，服务器拒绝用户的认证。 （5）U→AS:验证服务器 用户将收到的应答值与自己计算的结果h(V+1)进行比较。如果二者相等，则通过对服务器的验证，登录成功；否则，用户拒绝登录。 在此后的会话过程中，用户和服务器双方使用K = axy mod p作为会话密钥加、解密通
信内容。 动态口令的认证过程可用图1表示。
图1 动态口令认证过程 3.2 动态口令认证系统的组成 动态口令认证系统由两部分组成：客户端和认证服务器。其基本结构如图2所示。
图2 动态口令认证系统结构图 用户注册 身份认证 用户数据
认证服务器AS
网络 用户 令牌 用户 令牌
客户端
User
服务器端
AS
认证请求ID挑战值R
应答值H(V+1)验证服务器
h(PW，R，V)
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