一种引入通配符的身份密码密钥更新机制

自从2001年BF-IBE方案提出,各种基于标识的加密机制逐渐发展起来。但由于用户公钥完全公开且不易更改,IBE机制的密钥更新问题亟待解决。具有等级结构的身份密码体制（HIBE）的提出,解决了单个私钥生成中心（PKG）无法满足大用户量应用环境的负担和安全保障问题。文章通过引入通配符提出了WIBE方案,可以对HIBE的用户组进行一次性加密。同时在WIBE基础上提出了WKU方案,是一种以年限为单位的密钥更新机制,对用户公私钥的有效期限进行了管理。     

新型安全电子邮件加密系统的设计与实现

基于身份公钥加密是一种以用户的身份标识符作为公钥的新型加密体制。本文首先介绍基于身份的公钥加密方案(IBE),给出IBE安全加密体制的基本框架结构与工作原理;设计了一个IBE密钥管理方案,实现IBE公钥和私钥的安全分发;提出了一套基于IBE的安全电子邮件系统,开发了一个PKG密钥服务器和Outlook邮件客户端加密插件,并实现IBE密钥管理方案;最后讨论了IBE邮件加密系统的安全问题。     

两个降低PKG信任级的基于身份的门限密码体制

在基于身份的公钥密码体制中PKG负责生成用户密钥,对PKG的信任级别过高,存在密钥托管问题.人们为解决此问题提出了很多方案但均有一定缺陷.Goyal提出了一种解决这类问题的新思路.基于该思路,提出了两种降低对私钥生成中心的信任级别的门限密码体制.在这两个体制中,利用了Goyal提出的基于身份的可追踪公钥加密体制的思想与公开可验证加密技术,有效解决了在基于身份的门限加密体制中,PKG对同一用户恶意生成多个私钥的追踪问题.对降低PKG信任级的基于身份的门限密码体制进行了形式化定义,并在所定义的形式化安全模型下证明了这两个方案可以对抗门限自适应选择密文攻击、密钥寻找攻击以及计算新密钥攻击.     

基于HIBE的电子政务系统安全解决方案

为解决电子政务系统的安全问题,分析了该系统采用公钥基础设施(public key infrastructure,PKI)和基于身份加密(identify-based encryptionI,BE)机制存在的不足,提出了基于分层的身份加密(hierarchical IBE,HIBE)机制的电子政务系统安全解决方案。该方案以HIBE为核心,利用表示用户身份的任意字符串为公钥、严格验证用户身份、椭圆曲线困难问题加密和设置分层密钥服务器等方法,保证了数据传输和存储过程中的保密性、完整性、可用性和不可抵赖性,有效克服了采用PKI和IBE机制存在的部署成本高、身份验证复杂、密钥托管和效率低下等缺点。理论及实验分析结果表明,该方案较好地解决了电子政务系统的安全性问题,具有良好的应用前景。     

基于无证书的两方认证密钥协商协议

两方认证密钥协商协议的设计主要基于传统公钥密码体制和基于身份的公钥密码体制.基于无证书的认证密钥协商方案避免了基于传统公钥证书方案存在的身份管理复杂性,同时也消除了基于身份方案中所固有的密钥托管问题.Park等人在2007年提出了选择身份安全模型下抗选择明文攻击(IND-sID-CPA)的无证书加密方案,在该方案的启发下提出了基于无证书体制的两方认证密钥协商方案,并与其他方案进行了安全性和有效性比较.该方案满足目前已知的绝大多数安全属性要求,特别是完美前向安全性,PKG前向安全性,已知会话相关临时秘密信息安全性以及无密钥托管等安全特性,同时保持了良好的计算效率.     

标准模型下高效安全的基于证书密钥封装机制

基于证书密码体制有机结合了传统公钥密码体制和基于身份密码体制,不仅克服了基于身份密码体制固有的密钥托管和密钥分发问题,而且简化了传统公钥基础设施中复杂的公钥证书管理,是一种颇受关注的新型公钥密码体制.基于证书密钥封装机制,将密钥封装机制与基于证书密码体制相结合,具备基于证书密码体制的优良特性.基于双线性对,提出了一个高效的并且可证明安全的基于证书密钥封装机制方案.在标准模型下基于判定性截断q-ABDHE问题和判定性1-BDHI问题的困难性,该方案被证明满足适应性选择密文攻击下的不可区分安全性,即满足选择密文安全性.与已有的标准模型下安全的基于证书密钥封装机制方案相比,该方案具有更高的计算效率和更低的通信带宽要求.     

可快速撤销的无证书公钥加密方案

密钥托管和用户密钥的快速撤销是基于身份的密码体制中亟待解决的关键问题.给出具有安全中介结构SEM(SEcurity Mediator)的无证书公钥加密方案的形式化定义,利用超椭圆曲线上的双线性对构造了一个具有安全中介结构的无证书公钥加密方案.该方案消除了在基于身份的公钥密码体制中存在的密钥托管和密钥撤销的限制.在BDH和逆Weil对等困难问题假设下证明了方案的安全性.     

BGN-型类同态IBE方案的构造与分析

基于身份的公钥密码体制(IBE)与传统的公钥密码体制不同,在IBE中用户公钥是与用户身份相关的可识别的一串字符,这就为加密后的数据提供了更灵活的访问控制。BGN是2005年提出的一种类同态加密方案,该方案能对密文进行任意次加法和一次乘法运算,但是并不是一种IBE方案。为得到类同态的IBE方案,以满足网络中对身份类加密体制的需求,在BGN方案的基础上,基于二次剩余假设和子群判定问题构造了一种新的具有类同态性质的IBSHE加密方案,在随机预言机模型下证明了该方案的CPA安全性。     

电子邮件IBE加密研究

提出了一种电子邮件IBE加密方案。方案采用了伪RSA密钥和IBE插件技术。伪RSA密钥是一种存放有用户标识即邮箱地址的假的RSA密钥数据。在伪RSA密钥基础上,引入自签发的伪RSA数字证书以及IBE密码模块。伪RSA数字证书的公钥是伪RSA公钥。IBE插件插入到电子邮件客户端中,当用户发送加密邮件时,IBE插件自动插入邮件加密所需的伪RSA数字证书,当用户读取加密邮件时,IBE插件自动插入邮件解密所需的用户带私钥的伪RSA数字证书;IBE密码模块将邮件客户端使用伪RSA数字证书及私钥所进行的密码运算转化为使用IBE密钥的密码运算,由此实现电子邮件的IBE加密、解密而无需对邮件客户端作任何修改。     

基于身份的无可信中心Ad-hoc密钥管理方案

针对移动Ad-hoc网络中迫切需要解决的安全问题是建立一个安全、高效、可行的密钥管理系统,提出了一种基于身份无可信中心的适合于Ad-hoc网络密钥管理方案,有效地解决了节点间的信任问题及基于身份密码体制的密钥托管问题,并给出了一种可以为用户在线周期性更新密钥机制。最后证明了所得用户公钥与用户身份的绑定及用户私钥的安全性。     

一个基于身份的无需可信中心的签密方案

由于现有的基于身份的签密方案中,所有用户的私钥都由无条件信任私钥中心（PKG）产生,因此不诚实的PKG就可以伪造任意用户的签名。基于此,提出了一个基于身份的无需可信中心的签密方案,该方案中签密密钥由PKG和用户共同产生,可防止PKG的伪造行为,方案具有可验证性、不可伪造性和不可否认性,并且只有指定的接收者才能验证签密的正确性。     

基于无证书的两方跨域认证密钥协商协议

利用椭圆曲线上双线性对映射和离散对数问题,提出一种基于无证书的两方跨域认证密钥协商协议。该协议解决了传统的基于身份的跨域两方密钥协商协议中固有的密钥托管问题,实现了跨域通信双方的身份验证,防止了主动攻击。在保证协议正确性的基础上,采用应用Pi演算对协议进行形式化分析,并验证了协议的认证性和安全性。与其他跨域两方认证密钥协商协议性能相比,该协议的安全性和效率都更优。     

Full black-box retrievable and accountable identity-based encryption

Accountable identity-based encryption (A-IBE) was proposed to relieve the key escrow problem caused by the fully trustworthy private-key generator (PKG) in the IBE system, where the true generator of private keys or decoder boxes can be traced back to the PKG or related users. Retrievable A-IBE (RA-IBE) enhances the security of A-IBE by providing retrievability to the master secret key of the PKG when more than one private key of the same user are released. RA-IBE strengthens the deterrent effect of A-IBE against the PKG since disclosure of the master secret key could lead to the breakdown of the entire IBE system. However, current RA-IBE schemes only provide retrievability in a white-box model, which limits the ability to support traceability and retrievability on well-formed private keys only. This overlooks the fact that a malicious PKG can easily conceal a private key within a decoder box, making the inserted private key inaccessible. To overcome this limitation, we propose a full black-box RA-IBE scheme, where traceability and retrievability of decoder boxes are provided while the malicious PKG is allowed to access the decryption oracle in the security model simultaneously. We first give the formal definition and security models of full black-box RA-IBE and then present a concrete construction. In our construction, a user interacts with the PKG to obtain its private key and an additional commitment tuple with which the user can retrieve the master secret key of the PKG using a related decoder box generated by the PKG. Finally, we show that the proposed full black-box RA-IBE scheme is secure in the random oracle model.     

新的基于身份无可信中心的盲签名和代理签名

论文分析了现有的基于身份的盲签名和代理签名,发现这些系统都需要无条件信任私钥产生中心(PKG,PrivateKeyGenerator)。因为PKG可以计算系统内任何用户的私钥,当然可以伪造任何用户的盲签名和代理签名。论文在已有基于身份无可信中心签名的基础上提出了一个基于身份无可信中心的盲签名,同时提出了一个基于身份无可信中心的代理签名。分析表明,提出的盲签名和代理签名是安全有效的。     

无双线性对无证书两方跨域认证密钥协商协议

针对双线性对运算复杂度较高,计算开销较大,提出了新的无双线性对无证书的两方跨域认证密钥协商协议。该协议解决了传统的基于身份的密码体制中固有的密钥托管问题,实现了跨域通信双方的身份验证,采用无双线性对运算,极大地降低了计算开销。在保证协议正确性的基础上,采用SVO逻辑对协议进行形式化分析,并验证了协议的认证性和安全性。与其他跨域两方认证密钥协商协议性能相比,该协议达到应具备的安全性的同时,其效率更优。     

基于身份无可信中心的盲签名和代理签名

分析了现有的基于身份的盲签名和代理签名，发现这些系统都需要无条件信任私钥产生中心（PKG）。因为PKG可以计算系统内任何用户的私钥，当然可以伪造任何用户的盲签名和代理签名。在已有基于身份无可信中心签名的基础上结合基于身份的盲签名提出了一个基于身份无可信中心的盲签名，同时提出了一个基于身份无可信中心的代理签名。分析表明，所提出的盲签名和代理签名是安全有效的。     

基于无证书环签名的虚拟机可信证明方案

由于虚拟环境的复杂性和动态性,使用传统方法证明其安全状态时会出现运算效率低下的情况;而环签名具有运算效率高、匿名性强的特点,利用无证书公钥系统可解决密钥管理问题。为此,提出一种采用无证书环签名机制的虚拟机可信证明方案。私钥生成中心（PKG）验证平台物理环境的状态可信后,由PKG和虚拟可信平台模块（vTPM）管理器利用无证书算法共同生成vTPM签名密钥,虚拟机对外证明时采用环签名机制,将证明者的信息隐藏在环成员列表中,从而实现虚拟机对外的匿名身份证明和状态证明。在完成证明准备工作后,虚拟机不需要在每次证明和迁移时重复生成虚拟身份证明密钥（vAIK）证书,因此大大提高了证明效率;另外方案具有很强的安全性和匿名性,适用于虚拟机数量巨大的云计算环境。     

无可信中心的可公开验证签密方案

可公开验证的基于身份签密方案大多因密钥托管问题存在安全漏洞。针对该问题,提出一个无可信中心的可公开验证签密方案。通过加入一个可由签名者自选并对私钥产生中心(PKG)保密的秘密值作为部分私钥,使不诚实的PKG无法伪造用户签密或擅自解密恢复明文。分析结果表明,该方案在随机预言模型下可以抵抗适应性选择消息和身份的存在性伪造攻击,并具有保密性和可追踪性。