加密密钥交换的理解

Question

我试图理解Encrypted Key Exchange机制。我对这个插图有点困惑：

并没有找到很多有用的参考资料。任何人都可以解释一下EKE的机制及其工作原理吗？双方交换的内容是什么，以及为什么这样的攻击是安全的，比如中间人？这将是非常有帮助的。
谢谢。

Answer 1

在尝试查找EKE或DH-EKE的实现时，我预计那里的引用数量非常有限。维基百科与每个/另一个交叉链接，我碰到的解释不一定容易理解。 EKE的原始专利于2011年到期，导致我理解EAP-EKE的发布。

我在Bruce Schneier的“应用密码学”（第2版）中找到了最佳解释，包括对算法的改进。由于你已经拥有了这个过程的形象，我会尝试外行 - 回答那里发生的事情。我只是在学习自己，所以我可能会误认为你的形象，但它似乎是DH-EKE的实现。我会在这个答案上坚持EKE-idea，因为我认为我最理解; - ）

基础是Alice和Bob共享一个共同的秘密。我可能会错过它的“弱”程度（在你的图像中它被称为弱），但我们假设它是一个有效的对称加密密钥。

双方都有相同的对称密钥S，这是一个共享密钥

1. Alice为会话Pa生成唯一的公钥/私钥对（私有）和P'a（公共）Alice使用S加密公钥并将其发送给Bob。

2. Bob（知道S）解密Alices消息并恢复Alice的公钥P'a。 Bob生成随机会话密钥K.Bob用Alice的公钥P'a加密K并将其发送给Alice。

3. Alice解密消息并获得K. Alice生成随机字符串Ra，用K对其进行加密并发送给bob

4. Bob解密消息以获取Ra，生成另一个随机Rb，用K加密，并将加密的消息发送给Alice。

5. Alice解密消息，验证她自己的Ra在消息中是否有效。她只用K加密Rb并发送给Bob。

6. Bob解密Rb并验证他自己的Rb是否有效。

为了让Eve脱离中间人，她只看到钥匙被其他钥匙加密。如果不破解公钥算法，则无法在Alice和Bob之间的受监控流量中猜测密码。然而，弱的共享秘密允许Eve在图片中尝试伪装成Alice或Bob，因此（我的术语可能存在缺陷）可能会对监听服务器进行主动攻击。

我描述的版本中有一些假设，其他人（已发布）最好地解释，Alice被信任生成良好的密钥对，Bob被信任生成良好的会话密钥。还有一些算法更适合（或者更糟糕）。 “应用密码学”中列出了一些内容，但由于我的第二版似乎有点像AES之类的东西，我相信可以挖掘更多关于良好密码的最新信息来选择算法。 / p>

对于它的价值，似乎我需要用C＃和Java（Azure .NET后端，Android客户端）自己实现EKE。我尝试以对其他人有用的方式打包它。

<强>更新 C＃上非常直接的实现可在以下位置获得： https://github.com/kallex/sharp-eke-example

它现在正在缩短几个位（仅使用初始密钥的纯文本的SHA256），所以请谨慎使用。我目前的用法是在单独的通道中为双方机器生成和分发安全密钥，因此我不需要为此测试平台提供任何更复杂的实现。