A Capability-based Privacy-preserving Scheme for Pervasive

Computing Environments Dyvyan M. KonidalaDang N. DucDongman LeeKwangjo KimProceedings of the 3rd Int’l Conf. on Pervasive Computing and Communications Workshops (Percom 2005 Workshops)

Introduction Background Proposed scheme Security analysis Complexity analysis Comparison with related work Conclusion

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Introduction Background Proposed scheme Security analysis Complexity analysis Conclusion

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This paper focuses on user authentication , authorization , service access control ,and privacy protection.

Introduction

Introduction Background Proposed scheme Security analysis Complexity analysis Conclusion

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Capability-based User Authentication and Authorization.

Partially Blind Signature.

Background

Introduction Background Proposed scheme Security analysis Complexity analysis Conclusion

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Proposed scheme

Capability Request Phase A1: Alice generates secret key(SKU) and

public key(PKU) pair , and store in the memory.

A2: Alice 登入 AS 的 PCE ，用他的帳密登入，若是正確無誤，藉由帳號識別 Alice 的帳號類型之後，判定 Alice 昰學生， AS 回給 Alice Cap1 的 PKcap1 ， Alice 利用 PKcap1 及 partially blind signature scheme 將 PKU blind 為 blind(PKU) ，之後將其傳送給 AS 。

Proposed scheme

A3:AS 用 SKcap1 對 blind(PKU) 簽章後， Alice即可使用服務 {S1 ， S3 ， S6 ， S12} ，當 AS 簽完章之後， AS 利用 partially blind signature scheme 來嵌入某些訊息，像是 Capability 的發佈時間 IssDt 與結束時間 ExpDt ，嵌在簽章訊息中。

A4:Alice 接收 SigSKcap1(Blind( PKu|| IssDt||ExpDt )) 後，用 PKAS 驗證簽章。因為 PKU 被 user blind 了，所以 AS 不知道 PKU 的值， user unblind 訊息後得到 capability 。 CapU = SigSKcap1( PKu|| IssDt||ExpDt )

當 capability 的時限到了之後， Alice 必須重來一次才可取得服務。

Proposed scheme

Service Access Phase B1: Alice 向 SP 要 service S1 ， SP 產生一個亂數 R1 給 Alice B2: Alice 用 SKU 對 (R1 + 1) 簽章之後，將

S1 ， SigSKU(R1+1) ， PKU ， Capu 傳給 SP ，其中， S1 是 Alice的 service ID B3:SP 收到訊息後，先從資料庫取得 PKcap1 ，再用 PKcap1 來對

CapU 做 verify ，接著檢查 PKU 與 CapU 中的 PKU 是否相同，若相同，則繼續 verify ExpDt B4: SP 繼續使用 PKU 來 verify SigSKU(R1+1) 。 B5: SP 告知 user 是 accept or reject

Proposed scheme

Introduction Background Proposed scheme Security analysis Complexity analysis Conclusion

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保護使用者隱私 認證，授權，存取控制 replay attack detection capability non-transferability

Security analysis

保護使用者隱私 A4 中不包含 userID PKU 算是一種匿名，在一個 capability 時限結束後，

PKU 是可以改變的。 就算 AS 與 SP 串通，在 CRP 中的 PKU 是被 blind過的。

Security analysis

認證，授權，存取控制 B3~B5 中，就算 user 不使用真實的 ID ，也能做到認證，授權，存取控制 即使攻擊者抓了 B2 ，因為沒有 SKU ，所以無法假裝成 Alice 攻擊者抓了 B1 無法做任何事，因為那只是一個亂數。

Security analysis

replay attack detection 攻擊者抓到 B2 無法 replay attack ，因為 B2 裡不包含 R ??

Security analysis

capability non-transferability B2 的步驟只有 Alice 可以生成 SigSKU(R1+1) ，所以若是 Alice 想要把 capability 轉移給 Bob ，他必須把 SKU 告訴 Bob ，但是一般人不會這麼做，也許

Alice 還將 SKU 用在其他重要的地方，比如說財產。為了不讓 Alice request 同一個 capability 兩個，我們會設計成同一個 capability 每天只能生成一份。

Security analysis

Introduction Background Proposed scheme Security analysis Complexity analysis Conclusion

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Complexity analysis

PKU|| IssDt||ExpDt 共 7byte*3=21*8 = 163bits

Complexity analysis

Introduction Background Proposed scheme Security analysis Complexity analysis Conclusion

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Our scheme can be easily ported on airports, train stations , streets, highways, etc.

blablabla…

Conclusion