基于无证书签名认证的密钥分发服务系统

为了解决传统公钥密码体制和身份认证密码体制存在的问题,有学者提出了无证书签名认证算法.近年来,该算法被不断的完善,理论上可证明是安全且高效的.然而,在实际应用上,无证书签名认证还没有实质性的发展.而传统公钥密码体系下,用户注册、证书颁发又十分的繁琐.在这种情况下,本文提出了基于无证书认证的密钥分发服务系统的设计方案.该服务系统使用方便、安全性高.     

前向安全的格基代理签名

顾名思义,前向安全的代理签名具备前向安全性和可代理性,因而,自提出以来,已被广泛应用在移动通信、电子拍卖等众多应用场景中.目前现有的前向安全的代理签名基本上都是基于离散对数难题亦或是大整数分解问题.而这些问题随着量子计算机逐渐成为现实,将会变得不再困难.因而,寻找量子计算环境下前向安全的代理签名已迫在眉睫.现存的量子安全的公钥密码体制有4类,分别为基于Hash的密码体制、基于编码的密码体制、多变量公钥密码体制以及格公钥密码体制.在这4类公钥密码体制中,格公钥密码以其量子免疫性,计算简单高效,任意实例下的安全性和最坏实例下的安全性相当等优势在近10年得到了快速发展,并已经取得了显著成就.在格上引入前向安全的代理签名这一概念并给出其安全性模型,基于格上已知NP困难的小整数解问题(small integer solution,SIS)提出了2个前向安全的格基代理签名.在这2个签名中,其中1个签名在随机预言机模型下被证明是不可伪造的,能够抵抗恶意原始签名人和未被授权代理签名人攻击,且与之前格基代理签名相比较,以牺牲效率为代价,达到了实现前向安全性的目的;另外1个签名在标准模型下是安全的,且能实现前向安全性.     

标准模型下可证安全的基于身份的高效签名方案

基于身份的公钥密码体制克服了传统公钥密码体制所带来的公钥证书存储和管理开销问题;目前大多数基于身份的数字签名方案的安全性足基于随机预言模型进行证明,但随机预言机的实现方式可能会导致方案的不安全,如Hash函数,往往返回的结果并小是随机的.文中提出一种安全、高效的基于身份的签名方案,并且在标准模型下证明该方案对自适应选择消息攻击是存在不可伪造的,方案的安全性可规约为CDH困难假定.与现有的标准模型下安全的基于身份的签名方案相比,方案的通信代价更小,执行效率更高.     

有效的无证书签名方案

为解决基于身份的密码体制的密钥托管问题以及传统公钥密码体制的公钥认证问题,通过修改Barreto等人提出的高效的基于身份的签名方案中的私钥和公钥的产生算法,提出了一个无证书签名方案。该方案在随机预言模型下是可证明安全的,而且也是高效的方案,只需要一个对运算。     

基于ECDSA的电子签章系统研究

ECC(椭圆曲线公钥密码体制)与目前应用较为广泛的RSA(一种公钥密码体制)相比,在同等安全强度的情况下,所需的密钥长度小,签名长度短,非常适易于数字水印领域。综合椭圆曲线公钥体制下的数字签名算法(Ec—DSA)、数字水印技术和移动的USBkey技术,研究了用于网络信息身份认证的电子签章系统,并引入一种实用的签名与水印相结合的新方法,此系统的研究有着较为实际的应用意义。     

基于多变量公钥密码体制的环签名变体方案

基于多元二次方( MQ)问题的多变量公钥密码体制是一种可以抵抗量子攻击的系统。分析基于多变量公钥密码体制的环签名方案,指出其存在密钥泄露和安全证明错误的问题。为解决上述问题,对环签名者和其他环成员采用不同的密钥构造方式,提出一种可证明安全的环签名变体方案。该方案最大程度地去除原方案对IP问题的依赖,使得方案的安全性直接规约于MQ问题,以提升安全性。在环签名的标准安全模型下,分别从正确性、匿名性和不可伪造性等方面对方案进行分析和安全性证明,结果表明,与原方案相比,该方案有较高的安全性。     

椭圆曲线公钥在网络安全密码体系中的应用

移动设备和无线设备的大量使用需要一种新的公钥密码方案,来适应这些设备在计算能力和带宽方面的限制,同时要满足安全性级别的要求。椭圆曲线密码体制作为一种新兴的加密及身份认证技术,以其自身的多项特点,已从学术理论研究阶段逐步走向实际应用阶段,成为目前最有前途的一种公钥密码体系,极有可能成为现存公钥密码体系RSA的替代者。椭圆曲线密码算法具有高安全性、低消耗、运算速度快的特点,具有良好的应用前景。文章对椭圆曲线方程、算法的原理、加密算法、安全性进行了分析,实现了椭圆曲线公钥在网络Diffie-Hellman密钥交换中的应用。     

密码学的发展方向与最新进展

密码技术是信息安全的核心技术。如今,计算机网络环境下信息的保密性、完整性、可用性和抗抵赖性,都需要采用密码技术来解决。密码体制大体分为对称密码(又称为私钥密码)和非对称密码(又称为公钥密码)两种。公钥密码在信息安全中担负起密钥协商、数字签名、消息认证等重要角色,已成为最核心的密码。当前,公钥密码的安全性概念已经被大大扩展了。像著名的 RSA 公钥密码算法、Rabin 公钥密码算法和ElGamal公钥密码算法都已经得到了广泛应用。但是,有些公钥密码算法在理论上是安全的,可是在具体的实际应用中并非安全。因为在实际应用中不仅…     

一个可证安全的基于证书聚合签名方案

基于证书公钥密码体制是新近提出的一类新型公钥密码体制,它克服了传统公钥密码体制的证书管理问题和基于身份的密码体制固有的密钥托管问题。聚合签名是一种可将不同签名者对不同消息的签名聚合成一个单一签名的数字签名技术。利用双线性对和Computational Diffie-Hellman困难性问题提出了一个基于证书的聚合签名方案,并在随机预言机模型下证明其安全性。     

基于无证书密码学的WSN认证方案

无证书公钥密码体制克服了基于身份公钥密码体制中的密钥托管问题,没有传统公钥密码体制中证书管理带来的额外开销。但传统认证服务中强依赖于专门认证服务器和可信第三方的认证模式,认证运行成本高,针对集中认证处理能力低、需要低运行成本的WSN网络节点,不能运用传统认证的缺陷,提出一种基于无证书密码的WSN认证,该认证把网络节点的认证交给可信邻接点组成的认证集去完成。结果分析和仿真实验表明该认证方案对伪造、重放、冒充和俘获网络节点等攻击具有安全性。     

Extended multivariate public key cryptosystems with secure encryption function

Advances in quantum computers pose great threats on the currently used public key cryptographic algorithms such as RSA and ECC. As a promising candidate secure against attackers equipped with quantum computational power, multivariate public key cryptosystems (MPKCs) have attracted increasing attention in recently years. Unfortunately, the existing MPKCs can only be used as a multivariate signature scheme, and it remains unknown how to construct an efficient MPKC enabling secure encryption. Furthermore, some...     

抗量子计算密码体制研究（待续）

量子计算机的发展,对目前广泛应用的RSA、ECC等公钥密码体制构成了严重的威胁,面临量子计算机的挑战,国际上掀起了抗量子计算公钥密码的研究热潮。介绍了常见的几种抗量子公钥密码体制,对这些方案作出了较为详细的评述,并对这一领域的研究与发展给出了展望,同时指出了一系列值得研究的开放问题。     

抗量子计算密码体制研究（续前）

该文首先介绍了量子计算机的发展现状,指出其对目前广泛应用的RSA、ECC等公钥密码体制构成了严重的威胁。面对量子计算机的挑战,国际上掀起了抗量子计算公钥密码的研究热潮。该文介绍了常见的几种抗量子公钥密码体制,对这些方案作出了较为详细的评述,并对这一领域的研究与发展给出了展望,同时指出了一系列值得研究的开放问题。     

Lattice-based certificateless encryption scheme

Certificateless public key cryptography (CL-PKC) can solve the problems of certificate management in a public key infrastructure (PKI) and of key escrows in identity-based public key cryptography (ID-PKC). In CL-PKC, the key generation center (KGC) does not know the private keys of all users, and their public keys need not be certificated by certification authority (CA). At present, however, most certificateless encryption schemes are based on large integer factorization and discrete logarithms that are not secure in a quantum environment and the computation complexity is high. To solve these problems, we propose a new certificate-less encryption scheme based on lattices, more precisely, using the hardness of the learning with errors (LWE) problem. Compared with schemes based on large integer factorization and discrete logarithms, the most operations are matrixvector multiplication and inner products in our scheme, our approach has lower computation complexity. Our scheme can be proven to be indistinguishability chosen ciphertext attacks (IND-CPA) secure in the random oracle model.     

Ring signature scheme based on multivariate public key cryptosystems

The ring signature scheme is an important cryptographic primitive that enables a user to sign a message on behalf of a group in authentic and anonymous way, i.e. the recipient of the message is convinced that the message is valid and it comes from one of the group members, but does not know who the actual signer is. Currently, all the existing ring signatures are based on traditional cryptosystems. However, the rapid advances in the field of quantum computing indicate a growing threat to traditional cryptosystems. Multivariate public key cryptosystems (MPKCs) is one of the promising alternatives which may resist future quantum computing attacks. In this work, we propose a novel ring signature scheme based on multivariate polynomials with the security model for the first time. Our ring signature scheme has a great advantage in efficiency compared to many existing ring signature schemes, and currently it seems to be immune to quantum computing attacks.     

量子密码学安全协议的研究

量子密码这种新思想起因于量子世界的不确定性，物理法则为保密通信提供了可靠的安全保证，它与一次一密乱码本技术的结合是目前所知最可靠的密码系统，克服了传统密码学与分钥密码学固有的弱点。文章介绍了量子密码学的基本思想，详细分析了它的安全协议－BB84协议，其发展前景极为广阔。     

一种无证书的前向安全代理签名方案

结合前向安全性提出一个基于无证书公钥密码体制的代理签名方案。引入密钥更新算法,保证了代理签名方案的前向安全性。当代理签名者的代理密钥泄漏后,攻击者不能伪造当前时段以前的代理签名,从而减小了密钥泄漏所带来的损失。分析结果表明,新方案可避免基于证书密码系统的证书管理问题和基于身份的密钥托管问题。     

基于量子Calderbank-Shor-Steane纠错码的量子安全直接通信

量子安全直接通信是继量子密钥分配之后提出的又一重要量子密码协议,它要求通信双方在预先不需要建立共享密钥的情况下就可以实现消息的保密传输.给出了一个新的量子安全直接通信方案,该方案利用量子Calderbank-Shor-Steane(CSS)纠错码和未知量子态不可克隆等性质,方案的安全性建立在求解一般的线性码的译码问题是一个NP完全问题、Goppa码有快速的译码算法和量子图灵机不能有效求解NP完全问题的基础上.在协议中,发送方Alice把要发送的秘密消息转化为一一对应的错误向量,把错误向量加到其接收到的、Bob编码过的量子态上,并发给接收方Bob.Bob利用其私钥,通过测量、解码可以得到错误向量,并可以用相应的算法恢复出秘密消息.控制量子信道的攻击者Eve不能恢复出秘密消息,因其不知道Bob的密钥.与已有的量子安全直接通信方案相比,该方案不需要交换任何额外的经典信息和建立量子纠缠信道.     

格上基于身份的代理签名方案

为抵抗量子计算攻击,降低代理签名中用户私钥泄露的风险,构造了一个格上基于身份的代理签名方案.方案的设计基于安全高效的GPV签名框架,结合用户身份信息生成验证公钥,使用格基委派技术生成用户签名私钥,并使用盆景树代理委托算法提升签名效率.方案的安全性可规约至格上最小整数解问题,满足基于身份代理签名的安全属性,且在随机谕言和量子随机谕言下均具有存在性不可伪造性.     

量子密码与公钥密码体制

现今普遍应用的公钥密码体系,其安全性建立在数学函数问题的计算复杂性基础上。随着量子计算的发展,这种密码体制的安全隐患越来越突出。量子密码安全性基于物理基本原理,具有无条件的安全性,能够实现真正意义上的保密通信。