Authentication protocol providing useranonymity and untraceability in wirelessmobile communication systemsAuthentication protocol providing useranonymity and untraceability in wirelessmobile communication systems
Computer Networks Volume: 44, Issue: 2, February 5, 2004, pp. 267-273
Park, Chang-Seop
2007/6/6   H.-H. Ou
2007/6/6 H.-H. Ou
2
Summary (1/2)
Goals
Authentication protocol for wireless mobilecommunication systems
Anonymity
Untraceability
Situation
Low computational power of mobile stations
Computation overhead must be low
Lower bandwidth and higher channel error rate
Minimize the message sizes and number of messagesexchanged
2007/6/6 H.-H. Ou
3
Summary (2/2)
Skills
Anonymity
Alias
Encrypting the real identity
Untraceability
Alias should be changed at each session
Proposed
Authentication key exchange based on secret keycertificate
Hash chain
Untraceability and secure channel
Error-correcting codes
2007/6/6 H.-H. Ou
4
Error-correcting codes (1/2)
A linear algebraic structure
Denoted by (N, K, D)
N : length, K : dimension, D : minimum distance
G : K by N generator matrix
H : (N-K) by N parity check matrix
GHT = 0
Binary K tuple m can be encoded to an N bit codewordc = mG
Error vector e added to the codeword c results in avector r = c + e
If the Hamming weight of e is less than or equal to t =(D-1)/2 , r can be decoded into c based on thesyndrome vector s = rHT
2007/6/6 H.-H. Ou
5
S
Error-correcting codes (2/2)
r
C
M
G
e
HT
2007/6/6 H.-H. Ou
6
Proposed
MSMS
ASAS
Random select xi
xi-1 = h0(Xi) for i = s,s-1,..1
id, x0
f(KAS, [id || x0])
f(KAS, [id || x0])
Store
Register
m= f(KAS, [id || x0]) , c=mG
zi=[i || xi <Alg.1>  ej(i)
r = c+ ej(i)
r
rHT = [ m, ej(i) ]
ej(i)  <Alg.2>  z=[ i|| xi]
Check xwith h0i(x0)
Session key Ki=h1(xi)
One to one correspondence between error vectors and integers
2007/6/6 H.-H. Ou
7
Our Proposed
MSMS
ASAS
SIDM , TIDM , RM
GA , GM, HM
Register
mM= SIDMRA’ || RM,  cm=mmGA
z= TIDM = TIDMRM’  <Alg.1>  eM
rM = cM+ eM
rM
rMHAT = [ mM, eM ]
eM  <Alg.2>  zM = TIDM
Look database
Check SIDMRA
mA= SIDARM || RA,  cA=mAGM
zA = TIDA = TIDARA’  <Alg.1>  eA
rA = cA+ eA
Session key K = RMRA
SIDA , TIDA , RA
GM , GMA, HA
rA
rAHMT = [ mA, eA ]
eA  <Alg.2>  zA = TIDA
Look database
Check SIDARM
Store TIDMnew = TIDMR, RA
          TIDAnew = TIDARM
Store TIDMnew = TIDMRA
          TIDAnew = TIDARM, RM
2007/6/6 H.-H. Ou
8
Our Proposed (simple mode)
MSMS
ASAS
SIDM , TIDM , RM
GA , GM, HM
Register
SIDMRA’ || RM + TIDM
Session key K = RMRA
SIDA , TIDA , RA
GM , GA, HA
SIDARM || RA + TIDA
TIDM = TIDMRA
TIDA = TIDARM
TIDM, SIDM, TIDA, SIDA, RA, GM
Database
TIDA, SIDA, TIDM, SIDM, RA, GA
Database