基于QC-MDPC码的公钥密码方案设计

准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)的校验矩阵通过循环移位生成,用于构造公钥密码体制,可减小公钥存储量,但易导致低重量码字搜索攻击.提出了一种基于准循环中密度奇偶校验码(QC-MDPC)的公钥密码体制,并且给出了一种快速比特翻转(BF)译码算法.该密码体制与基于Goppa码的McEliece公钥密码体制相比,在相同的安全参数下,公钥存储量最大可减小93倍,且加/解密复杂度低,能抵抗对偶码和消息集译码攻击,安全性高.     

改进的基于奇偶校验码的McEliece变型方案

McEliece公钥加密体制是基于编码理论的公钥密码体制,其安全性可以归约到一般线性码译码问题,可以抵抗量子攻击。提出了一种改进的基于准循环中密度奇偶校验（QC-MDPC）码和准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码的McEliece变型方案。主要改进是将QC-LDPC码和QC-MDPC码的奇偶校验矩阵结合作为私钥,生成两者的级联码字应用于McEliece变型方案,并且给出了改进的译码算法。分析表明在80 bit安全参数下该体制密钥量小且实现的复杂度低,能抵抗最近提出的分别针对QC-MDPC和QC-LDPC体制的密钥恢复攻击。     

一种改进的ElGamal数字签名方案的研究与设计

ElGamal公钥密码体制是一种国际公认的较理想的公钥密码体制,是目前网络上进行保密通信和数字签名的较有效的安全算法,同时也是许多有特殊用途的数字签名的基础。但是ElGamal数字签名算法中存在随机数不能重复使用这一安全缺陷,本文针对这一缺陷提出了一种改进方法,并对改进后的算法进行了安全性分析,对其正确性进行了理论和实际的证明。     

二次整数环上的ElGamal密码体制和签名方案

提出了二次数域的代数整数环上的ElGamal公钥密码体制和ElGamal签名方案,其安全性基于离散对数问题的困难性。     

基于Polar码改进的McEliece密码体制

随着量子计算机对计算能力的提高,RSA和椭圆曲线密码等经典密码方案在量子计算机时代已经不再安全,基于编码的密码方案具有抵抗量子计算的优势,在未来具有良好的应用前景。文章研究极化码的极化性质,改进密钥存储方法,提出了基于Polar码改进的McEliece密码体制。改进后的编码加密方案不再存储整个矩阵,而是存储冻结比特对应的矩阵,其密钥大小比原始密码方案减少约63.36%。采用连续消除(SC)译码算法,译码复杂度较低,并通过实验证明了提出的密码方案达到140bit的安全级别,可以抵抗目前已知存在的各种攻击。最后,文章进一步阐述了基于Polar码的密码方案未来的发展方向,拓宽了极化码在编码密码方案中的应用。     

基于实数域扩散离散Chebyshev多项式的公钥加密算法

将Chebyshev多项式与模运算相结合,对其定义在实数域上进行了扩展,经过理论验证和数据分析,总结出实数域多项式应用于公钥密码的一些性质.利用RSA公钥算法和ElGamal公钥算法的算法结构,提出基于有限域离散Chebyshev多项式的公钥密码算法.该算法结构类似于RSA算法,其安全性基于大数因式分解的难度或者与El...     

应对反应攻击的级联中密度准循环奇偶校验码公钥方案

基于中密度准循环奇偶校验（QC-MDPC）码的McEliece公钥密码（PKC）方案具有较小的密钥量,利于存储,是一类在抵抗量子攻击上发展前景良好的公钥密码体制。然而目前存在一种反应攻击对其安全性产生了较大威胁。攻击者选取特殊的错误图样对大量消息进行加密以获得接收者反馈的译码失败情况,然后通过分析译码失败率与私钥结构的关系从而破解出私钥,该攻击被称为密钥恢复攻击。为应对此攻击,提出了一种将QC-MDPC码与喷泉码进行级联的公钥方案。该方案利用喷泉码的“无码率性”生成大量的加密包来取代反馈重发（ARQ）结构,使攻击者无法获取反馈信息。分析结果表明,所提出的方案能有效抗击密钥恢复攻击,同时还能保证在其他攻击下的安全性。     

一个高效的基于证书的加密方案

基于证书的公钥密码体制有效克服了基于身份的公钥密码体制和传统公钥密码体制中存在缺陷,成为一种颇受关注的公钥体制.以SK-IBE方案和ElGamal公钥加密方案作为构件,提出了一个高效的基于线对和基于证书的加密方案,并在随机预言模型下给出了安全性证明.在p-BDHI假设下,该方案被证明是IND-CBE-CCA安全的.在效率方面,该方案仅在解密时计算一个线对,因此方案的总体性能是高效的,经对比分析,优于现有的其它CBE方案.     

基于QC-LDPC码的双公钥Niederreiter密码方案*

基于编码的公钥密码体制作为抗量子攻击密码理论的重要研究内容,具有加解密复杂性低和安全性高的优异特性。针对Niederreiter公钥密码体制进行了研究,利用QC-LDPC码和双公钥的相关知识构造了一种新的Niederreiter加密方案。安全性分析表明,加密方案能抵抗常见攻击方法的同时满足随机预言机模型下的IND-CCA2安全。最后对方案的性能进行分析,较原有Niederreiter密码的公钥量减少63%和信息率提高47%的结论。     

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…     

基于Chebyshev多项式的公钥密码系统算法

介绍有限域Chebyshev多项式的定义和性质。针对基于有限域Chebyshev多项式的类ElGamal公钥密码系统存在的弱点,提出一个新的公钥密码算法。该算法的公开密钥隐藏了求秘密密钥的信息,即已知该算法的公开密钥求秘密密钥,在计算上几乎是不可行的。通过理论分析和编程实现,证明该算法是正确可行的,其安全性高于同类算法。     

基于有限域上圆锥曲线的公钥密码系统

随着Internet的迅猛发展，公钥密码系统以其算法简单、安全性高已经成为密码学领域的一个非常重要的研究课题。为了更加方便地构建公钥密码系统，文中在介绍了有限域上的圆锥曲线C(Fp)及其离散对数问题、明文嵌入与译码算法的基础上，给出了公钥密码系统在圆锥曲线C(Fp)上的模拟，这里p是奇素数，Fp为p元有限域。这些圆锥曲线密码系统的安全性是基于C(Fp)上离散对数的计算，较椭圆曲线密码系统更易于设计与实现。     

基于最大秩距离码的私钥加密方案

Jordan和Rao基于纠错码提出了一种私钥加密方案,通过安全性分析可知,基于大数选举方法,此方案中的秘密矩阵能有效地获得。Gabidulin于1985年提出了秩距离码及最大秩距离码的理论,由于秩范数和秩距离码的特点,利用秩距离码构造密码系统,可用比较小的参数获得比较大的工作因子。Gabidulin,Paramonov和Tretjakov基于最大秩距离码提出了一种新的McEliece公钥密码系统,该文基于最大秩距离码提出了与其稍有不同的一种私钥加密方案。讨论了它的可行性及安全性,并证明了它比基于最大秩距离码的上述公钥密码系统更安全。     

基于椭圆曲线上ElGamal公钥体制的数字签名方案

论文提出了基于椭圆曲线上ElGamal加密体制的数字签名方案,并出于安全性的考虑进行了一点改动。另外,应用了Tate配对对签名进行验证。     

椭圆曲线密码体制在电子公文中的应用与研究

椭圆曲线密码体制是基于代数曲线的一种公开密钥密码系统,它的安全性基于有限域上椭圆曲线离散对数问题。文中利用椭圆曲线密码体制对电子公文进行数字签名,以解决身份认证问题。而对于电子公文的加密则采用两种加密机制:利用典型的对称密码体制DES算法对电子公文的内容进行加密,而利用接收方和发送方的基于椭圆曲线密码体制的公开密钥和私有密钥,进行一定的计算得到DES算法进行加密/解密所需要的密钥。将公钥算法和私钥算法的有机结合,解决了密码体制中速度和安全性不能兼顾的问题。     

基于ECDLP的有身份认证的ElGamal密码体制

在公钥密码体制中,发送方用接收方的公开密钥加密消息,而接收方用自己的秘密密钥进行解密,双方不能识别对方的身份.为解决上述问题,在研究椭圆曲线ElGamal密码体制的基础上,给出了一种基于安全椭圆曲线离散对数问题的有身份认证的ElGamal密码体制.该算法可以实现通信双方的双向身份认证,有效地防止了攻击者冒充发送方伪造要发送的消息.同时该算法在通信过程中加入了可以追踪消息来源的信息,使得接收者可以对消息的真实性进行有效的验证.通过对消息的双重保护,该体制实现了在公开信道上的安全通信.     

基于单向函数的动态密钥托管方案

动态密钥托管方案,采用ElGamal公钥体制,利用单向函数不可求逆的安全特性设计,该方案可使用于任意接入结构,每个托管代理者的子密钥可以多次使用。如果某托管子密钥泄露,系统只需为其重新分配子密钥,其他成员的子密钥不必更改。本系统可方便增删托管代理成员,既具安全性,又可提高密钥托管的动态性和灵活性。     

基于AES与NTRU的RFID安全认证协议

对现有的RFID认证协议进行了安全性与算法复杂度分析,提出了一种基于高级加密标准AES与公钥体制NTRU的RFID安全认证协议。该协议可抵抗重传、窃听、篡改、跟踪等多种攻击手段,实现了双向认证与密钥更新,适合安全性能要求高、电子标签用户数多的RFID应用场合。分析了此协议的安全性及算法可行性,并利用BAN逻辑对其安全性进行了证明。     

基于分层身份的网络密钥协商协议

为保证开放网络环境下的安全通信,在现有基于身份密码体制的基础上,提出一种新的基于分层身份的网络密钥协商协议.新协议满足所有密钥协商的安全属性,计算效率全面领先目前已有协议,能够有效地解决传统公钥系统需要进行证书传递和验证的问题,且能满足大规模网络应用的需求.