一个基于交换密钥的安全会话模型

  一个关于web环境里身份验证的模型.
  基于交换密钥的设计.

  基于一个假设,即password是client和server才知道的.

  于是,在初始的时候,client生成一个随机变量,经过单向哈希之后成为一个定长字符my_key_client.在web环境,这个产生过程在本地进行.也就是说,除非能监听到本地动作,那么my_key_client对于client之外的所有人都是不可知的.
  而如果能够被监听到,那么,也无所谓安全性,因为username和password也是可被监听的,也就不需要继续将安全性谈下去了.

  将password单向散列为另一个定长字符串friend_key.而此friend_key,理论上只有client和server才知道.(password只有client和server才知道)

  于是,将my_key_client以friend_key作为密钥做一个对称加密,同时,将一些需要加密的信息用my_key_client加密,传送到server,server就能够逆运算出my_key_client,进而逆运算出加密内容.从而使得client的发送是只有client和server才能解密的.

  有个问题,如何保证server逆运算出来的my_key_client是正确的呢?
  对于对称加密算法,不同密钥可能解除不同的内容,而在以上的条件下,无法判定解出的内容即是原始的内容.
  即,如何判定解出的my_key_client是原本的my_key_client.

  于是,我们需要一个checksum.
  checksum一个由交换内容friend_key和my_key_client拼接后,利用单向哈希生成的一个定长摘要.
  这样,理论上,这个摘要依赖于my_key_client(freind_key是对方已知的),所以,某种程度上,它也是唯一的.只要解出的my_key_client和接收到的exchange_key再做一次这样的摘要运算,如果两者符合,那么可以认为my_key_client是原始的my_key_client.(无数学证明)

  这样,对于client来说,可以安全地与进行身份验证.

  在验证完毕之后,server是拿到了my_key_client.
  也就是说,此时server拿到了除了client和server之外,无人能知的key,所以,类似client,server也可以在本地生成一个随机密钥my_key_server,同时将my_key_client作为server端的friend_key,进行如上的操作,也能达到安全的通讯.

  于是,client和server可以在每一次完整的会话之后,都改变密钥,且保证了会话的次序.

  因为,即便某一次,会话被劫持了,被第三方伪造了一个假的加密内容,但是,由于第三方无法找到加密用的my_key,所以,伪造的内容无法在如何一方通过checksum的认证(因为checksum必然是不匹配的),那么,除了能够保证会话的安全性之外,一旦会话被劫持,整个会话也就失效(因为任何一方都不能再正确解密内容,前面说了,正确与否在于checksum是否匹配,而checksum必然是不匹配的).
  所以,基于这个模型的会话,应该是比较安全的.

  至少,不会被劫持,或者在传输过程中被偷窃如何东西.

  伪代码流程如下:
  client:
     my_key = digest(random());
     friend_key = digest(password);
     exchange_key = xor( my_key  , friend_key );
     checksum = digest(my_key + friend_key);
     save_local( my_key );
     send( exchange_key , checksum);

   server:
     receive( exchange_key , checksum );
     friend_key = digest(password);
     my_key_client = xor( exchange_key  , friend_key );
     
     if( digest(my_key_client + friend_key ) == checksum )
         pass secure check;

          my_key = digest(random());
          friend_key = my_key_client;
          exchange_key = xor( my_key , friend_key );
          checksum = digest(my_key + friend_key);
          save_local( my_key );
          send( exchange_key , checksum);
     else
         deny acess
     end-if;

   client:
     receive( exchange_key , checksum );
     friend_key = load_loacl();
     my_key_server = xor( my_key , exchange_key );
      
     if( digest(my_key_server + friend_key ) == checksum )
         pass secure check;

          my_key = digest(random());
          friend_key = my_key_server;
          exchange_key = xor( my_key , friend_key );
          checksum = digest(my_key + friend_key);
          save_local( my_key );
          send( exchange_key , checksum);
     else
         session was broken;
     end-if;

    server
       ...