A Capability-based Privacy- preserving Scheme for Pervasive Computing Environments Dyvyan M. Konidala Dang N. Duc Dongman Lee Kwangjo Kim Proceedings of the 3 rd 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 Outline

 Introduction  Background  Proposed scheme  Security analysis  Complexity analysis  Conclusion Outline

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

 Introduction  Background  Proposed scheme  Security analysis  Complexity analysis  Conclusion Outline

 Capability-based User Authentication and Authorization.  Partially Blind Signature. Background

 Introduction  Background  Proposed scheme  Security analysis  Complexity analysis  Conclusion Outline

Proposed scheme

 Capability Request Phase  A1: Alice generates secret key(SK U ) and public key(PK U ) 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 PK cap1 ， Alice 利用 PK cap1 及 partially blind signature scheme 將 PK U blind 為 blind(PK U ) ，之後將其傳送給 AS 。 Proposed scheme

 A3:AS 用 SKcap1 對 blind(PK U ) 簽章後， Alice 即可使用 服務 {S 1 ， S 3 ， S 6 ， S 12 } ，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 SigSK cap1 (Blind( PKu|| IssDt||ExpDt )) 後， 用 PK AS 驗證簽章。因為 PK U 被 user blind 了，所以 AS 不 知道 PK U 的值， user unblind 訊息後得到 capability 。 Cap U = 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 SK U 對 (R 1 + 1) 簽章之後，將 S1 ， SigSK U (R 1 +1) ， PK U ， Cap u 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 PK cap1 ，再用 PK cap1 來 對 Cap U 做 verify ，接著檢查 PK U 與 Cap U 中的 PK U 是否相同， 若相同，則繼續 verify ExpDt  B4: SP 繼續使用 PK U 來 verify SigSK U (R 1 +1) 。  B5: SP 告知 user 是 accept or reject Proposed scheme

 Introduction  Background  Proposed scheme  Security analysis  Complexity analysis  Conclusion Outline

 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  PK U 算是一種匿名，在一個 capability 時限結束後， PK U 是可以改變的。  就算 AS 與 SP 串通，在 CRP 中的 PK U 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 SK U ，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 SigSK U (R 1 +1) ，所以若是 Alice 想要把 capability 轉移給 Bob ，他必須把 SK U 告訴 Bob ，但是一般人不會這麼做，也許 Alice 還將 SK U 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 Outline

Complexity analysis

 PK U || IssDt||ExpDt 共 7byte*3=21*8 = 163bits Complexity analysis

 Introduction  Background  Proposed scheme  Security analysis  Complexity analysis  Conclusion Outline

 Our scheme can be easily ported on airports, train stations, streets, highways, etc.  blablabla… Conclusion