[发明专利]一种基于混沌映射的多因素身份认证方法

摘要

本发明公布了一种基于混沌映射的多因素身份认证方法，基于切比雪夫混沌映射，利用切比雪夫多项式半群特性实现用户匿名性和前向安全性，将现有的非安全的多因子用户认证协议转化成具备匿名性、前向安全性和用户友好性等安全属性的身份认证协议。用户身份认证过程包括初始化阶段、用户注册阶段、登录认证阶段以及凭证更新阶段。利用本发明提供的技术方案，可以提高原有协议的安全性，实现口令本地自由更新的安全多因子协议，终止多因子协议设计中“攻击、改进、攻击、改进…”的缺陷，实现安全高效的多因子认证协议设计。

主权项

1.一种基于混沌映射的多因素身份认证方法，基于切比雪夫混沌映射，利用切比雪夫多项式半群特性实现用户匿名性和前向安全性；用户身份认证过程包括初始化阶段、用户注册阶段、登录认证阶段以及凭证更新阶段；1)初始化阶段，服务器S生成私钥s和公共参数T_s(x)，x∈[‑1,1]；s由S安全存储，x和T_s(x)存储在每个用户的智能卡中；2)用户注册阶段，执行如下操作：21)用户U提供凭证信息，包括身份标识ID、口令PW和随机字符串b；U利用伪随机函数H计算得到随机口令PWR＝H(PW||b)；22)U向服务器S注册，表示为：输出参数SC为智能卡，其中包含公共参数{x,T_s(x)}；Ver表示服务器端验证表项；S[s]为服务器S利用私钥s验证用户合法性；SC中包含模糊验证因子其中n表示用户身份标识和口令池(ID,PW)的空间，以实现口令本地安全更新；3)登录‑认证阶段，用户U插入智能卡SC，输入用户凭证信息，执行如下操作：31)SC验证U的凭证信息是否正确，若正确，进行下一步操作；32)U生成随机数u，计算切比雪夫多项式T_u(x)和动态身份标识切比雪夫多项式T_u(x):[‑1,1]→[‑1,1]定义为T_u(x)＝cos(ucos^‑1(x))，切比雪夫多项式半群特性为T_u(T_s(x))＝T_s(T_u(x))；其中，u用户U生成的随机数，x为服务器选取的公共参数，存储在用户智能卡中；s为服务器S生成的私钥；T_s(x)为公共参数或公钥；33)U和S执行多因子认证过程，表示如下：其中，aux_u表示可选的U相关的辅助参数项；34)多因子认证过程中，S选择随机数v，计算T_v(x)及会话密钥SK＝H(T_vT_u(x)||ID||aux_s)，aux_s表示可选的S相关的辅助参数项；如果登录‑认证阶段输出“0”，则表示认证失败，如果输出参数为“1”，则表示认证成功；U和S协商会话密钥SK；4)凭证更新阶段：当步骤3)登录‑认证阶段输出参数为“1”时，即智能卡验证用户输入正确，用户U可修改更新用户凭证信息；通过上述步骤，实现基于混沌映射的多因素身份认证。