臺灣博碩士論文加值系統

在網路科技發達的時代，電子郵件已成為人們不可缺少的通訊工具之一，然而在早期的電子郵件系統因缺乏安全性機制，郵件訊息以明文方式在網路上傳輸，導致郵件訊息容易遭受到有心人士篡改或偷窺，因此如何將電子郵件安全地傳達給指定的收信人，對於現今而言是非常重要的議題。本論文將利用現代密碼學技術，建構一個安全且具有前推私密性的電子郵件協定。在我們設計的協定中，強調沒有使用計算量較高的加密演算法PGP(Pretty Good Privacy) 以減少系統的計算量，並使用密碼作為雙方的身分確認，減少協定中簽章的使用次數，讓我們的協定可適用於行動裝置中；至於安全性方面，我們將整體協定建立在解離散對數難題上，讓攻擊者無法由公開資訊中獲得使用者的秘密資訊。
另一方面，隨著網際網路的興起，使用者可輕易的透過網路向遠端伺服器取得服務，然而在開放式的網路中，隱藏著許多威脅，個人資訊隨時存在被盜取的可能，或提供服務的主機被入侵、攻擊，導致伺服器無法提供使用者正常的服務，這對於合法使用者而言，是非常重大的損失。在本研究中，我們將提出一套有效率的交談金鑰協定，使用者僅需使用密碼或透過指紋辨識系統即可完成與遠端伺服器之交互認證，並協商出通訊所需的交談金鑰(Session Key)；在安全性方面，我們的協定具有抵擋驗證表洩漏攻擊、阻絕服務攻擊(Denial of Service, DoS)、交談金鑰洩漏攻擊與前推私密性之特性，可讓使用者安全地透過網路向遠端伺服器取得服務。

E-mail has become an irreplaceable mean of communication in the era of Internet age. Yet, since the early days, when e-mails were exchanged as normal text files without any safety mechanism, safety and privacy has always been a crucial agenda for e-mail exchanges. This paper, with modern cryptography, would discuss an e-mail protocol for better safety and privacy, as one of the key issues for e-mail security is to assure the identity of the destined recipient. In such a forward secrecy protocol, PGP (pretty Good Privacy) encryption is not included because of its high system demand for calculation capacity, and instead of session keys, passwords play the main part of identity verification; so the protocol discussed here would be suitable for mobile devices. As for the security issue, such protocol would be built on discreet logarithms so that attackers do not have access to the user privacy in the public information.
Secondary, there are more and more services that can be obtained from servers with easy access, which means such accesses are opened for attacked, such as user privacy, attacks and hacks on server, and consequently brought the disruption to such services. This paper would discuss an efficient key agreement protocol that requires the user to use password, or finger-print recognition system to obtain mutual authentication with the server, and the session key. For its security measure, this forward-secrecy protocol can resist against stolen-verifier attack, Denial of Service DoS, and known-key attack, so the users can obtain services from servers via the internet securely.

目 錄
中 文 摘 要 I
ABSTRACT III
誌 謝 IV
目 錄 V
表 目 錄 VII
圖 目 錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 具高效率的交談金鑰研究 1
1.1.1前言 1
1.1.2 研究動機 1
1.1.3 研究目的 2
1.2 具高效率與前推私密性之電子郵件研究 3
1.2.1 前言 3
1.2.2 研究動機 3
1.2.3 研究目的 4
1.3 論文架構 5
第二章 相關知識與文獻探討 6
2.1 電子郵件系統概觀 6
2.2 安全電子郵件所需之特性 6
2.3 相關密碼學理論與技術 7
2.3.1 對稱式密碼系統 (Symmetric Cryptosystem) 7
2.3.2 非對稱式密碼系統 (Asymmetric Cryptosystem) 8
2.3.3 Diffie-Hellman金鑰交換協定 10
2.3.4無碰撞單向雜湊函數(Collision-free One Way Hash Function) 11
第三章 具高效率的交談金鑰協定 13
3.1 前言 13
3.1.2 符號定義 13
3.2回顧Ryu等人的協定 14
3.2.1註冊階段 14
3.2.2通訊階段 15
3.2.3討論Ryu等人的交談金鑰 16
3.3我們的協定(一) 17
3.3.1註冊階段 18
3.3.2通訊階段 18
3.3.3討論我們的協定(一) 19
3.4我們的協定(二) 20
3.4.1註冊階段 20
3.4.2通訊階段 20
3.5我們的協定(三) 22
3.5.1註冊階段 22
3.5.2通訊階段 22
3.6安全性與效能分析 24
3.6.1安全性分析 24
3.6.2效率分析 26
第四章 具高效率與前推私密性之電子郵件協定 28
4.1 前言 28
4.1.2 符號定義 29
4.2文獻回顧 29
4.2.1 Sun等人安全電子郵件協定 29
4.2.1.1寄信階段 30
4.2.1.2收信階段 32
4.2.2 Fan等人安全電子郵件協定 33
4.2.2.1寄信階段 33
4.2.2.1收信階段 35
4.2.3 Kwon等人安全電子郵件協定 37
4.2.3.1註冊階段 38
4.2.3.2通訊階段 38
4.3我們的協定 45
4.3.1註冊階段: 45
4.3.2通訊階段 46
4.4安全性與效能分析 51
4.4.1 安全性分析 51
4.4.2 效能分析 52
第五章 結論 54
參考文獻 55
附錄A：作者簡介 57
附錄B：口試委員意見修正 58

表 目 錄
表一. 具高效率交談金鑰協定-安全分析表 26
表二. 具高效率交談金鑰協定-效能分析表 27
表三. 安全電子郵件效能分析比較表 53
表四. 口試委員意見及勘誤修正表 58

圖 目 錄
圖一.對稱式加密系統 8
圖二.非對稱式加密系統 9
圖三. Diffie-Hellman金鑰交換協定流程 11
圖四.Ryu等人的交談金鑰協商之流程 16
圖五.我們的交談金鑰協商之流程(一) 19
圖六.我們的交談金鑰協商之流程(二) 21
圖六.我們的交談金鑰協商之流程(三) 23
圖八. Sun 等人寄信階段之流程 31
圖九. Sun等人收信階段之流程 32
圖十. Fan等人寄信階段之流程 35
圖十一. Fan等人收信階段之流程 37
圖十二. 2007-Kwon等人協定-寄信人A登入階段之流程 40
圖十三. 2007-Kwon等人協定-寄信人A寄信階段之流程 42
圖十四. 2007-Kwon等人協定-收信人B登入階段之流程 43
圖十五. 2007-Kwon等人協定-收信人B收信階段之流程 44
圖十六. 我們的協定-寄信人A登入階段之流程 47
圖十七. 我們的協定-寄信人A寄信階段之流程 48
圖十八. 我們的協定-收信人B登入階段之流程 49
圖十九. 我們的協定-收信人B收信階段之流程 50

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