基于SM9的匿名广播加密方案

广播加密允许数据拥有者通过不安全的公开信道将数据安全地发送给一组指定的用户, 只有组内用户（授权用户）利用自身私钥才能正确解密密文, 恢复出明文数据, 不在组内的用户（非授权用户）即使合谋也无法获取数据内容。标识加密是一种非对称加密体制, 可利用能够唯一标识用户身份的任意字符串作为用户的公钥, 消除了传统公钥体制中用于绑定用户公钥的证书。匿名标识广播加密不仅能充分继承标识加密的优点实现多用户数据的安全共享, 而且能有效保护接收者的身份信息。本文以国产商用标识密码算法SM9为基础, 采用多项式技术构造了首个基于SM9的匿名广播加密方案。方案具有与SM9加密算法相同的私钥生成算法, 用户私钥由一个群元素组成。方案的密文由(n+3)个元素组成, 与接收者数量(n)线性相关, 解密仅包含一次双线性对计算。基于q类型的GDDHE困难假设, 在随机谕言器模型中证明方案在静态选择明文攻击下具有不可区分的安全性且满足接收者匿名性。比较分析表明本文方案的计算开销和通信代价与现有高效匿名标识广播加密方案是可比的。最后, 对方案进行编程实验, 在相同安全级别下, 本文方案对比其他方案具有较优的密文长度, 实验结果表明本文方案是可行的。     

标准模型下高效的基于身份匿名广播加密方案

针对现实中广播加密的安全问题,提出一种标准模型下高效的基于身份匿名广播加密方案。匿名广播加密中广播者加密数据通过广播信道发送给用户,其中只有授权用户能够解密获得数据,同时任何人不能分辨出加密数据是发送给哪个用户的,从而保护了接收者用户的隐私。所提方案利用双系统加密技术,基于合数阶双线性群提出。同时,该方案基于静态假设,在标准模型中证明方案是选择明文安全的,密文和密钥取得了固定长度。和对比方案相比,所提方案密钥长度仅需2个群元素,同时方案满足匿名性。     

一种基于SM9的可撤销标识广播加密方案北大核心CSCD

文章提出一种基于国密标识算法SM9的可撤销标识广播加密方案。该方案在SM9标识广播加密方案的基础上,结合可撤销广播加密方案,利用二叉树对用户进行权限管理,实现授权用户的撤销和加入。密钥生成中心利用二叉树为未被撤销的用户更新密钥,用户只能通过该密钥获得相应的会话密钥,从而解密广播密文并获得数据。文章在随机预言模型下证明了该方案满足选择明文攻击下的不可区分性。效率分析表明,该方案效率较高,具有较好的实用性。     

标准模型下的灵活细粒度授权密文一致性检测方案

密文一致性检测公钥加密方案是一种检测者能够在无需解密密文的情况下检测一对密文的一致性,即该对密文解密所得明文是否一致的公钥加密方案.已有工作中提及的细粒度授权方案和灵活授权方案在授权粒度方面对密文一致性检测公钥加密方案的功能性进行了改进:细粒度授权方案允许2名用户生成专用于检测这2名用户的所有密文的一致性的令牌.灵活授权方案则将令牌的授权客体从用户级别拓展至指定密文级别.2种方案拥有各自的应用场景且在功能性方面互不包含.因此提出灵活细粒度授权密文一致性检测公钥加密方案.与已有方案相比,该方案在计算效率和参数大小方面相当,并具备适应性选择密文攻击安全性、细粒度授权安全性.该方案兼具细粒度授权特性与灵活细粒度特性.同时,对比依赖预言机模型的已有相关方案,其安全性证明基于标准模型之上.     

智慧城市中隐私保护性广播加密算法

现代化城市公共部门和市民社交网络会产生大量的数据,这些海量数据的使用和处理主要依赖现代化信息通信技术和网络技术。为了保护用户隐私和数据安全,在数据传输过程中采用加密算法对数据进行加密,广播加密是多用户环境下最有效的方法。传统算法中,基于身份的广播加密密文可以广播到一组接收方,接收方的身份包含在密文中,当多个接收方解密密文时会泄露其他用户的身份信息。为了保护接收方用户之间的身份隐私,提出一种基于身份的隐私保护性广播加密算法,实现了接收方用户之间的匿名性。此外,考虑了如何从匿名广播的密文中撤销指定目标的接收者,根据数据访问控制策略决定用户的数据访问权限,为用户提供密文撤销操作,撤销过程不泄露明文和接收者的身份信息。在随机预言模型下,基于BDH困难性问题证明了该算法的安全性,并通过实际数据集的仿真实验验证了算法的有效性和可行性。     

基于秘密共享的广播加密方案

现在,越来越多的应用要求广播加密方案的解密算法的计算量尽可能小。针对这一需求,给出了秘密共享在广播加密中的另一种应用,通过预先重构插值份额,从而减少解密时重构的计算量。分析表明,改进后的方案只需对明文进行一次加密,授权用户利用各自私钥就能进行解密,而且解密时只需较小的计算量,并能实现安全地剔除用户、添加用户,而不需要授权用户改变私钥,能抗合谋攻击。     

广播加密方案研究

广播加密作为一种将数据内容通过广播信道安全地分发给合法用户的安全机制,目前在付费电视、视频会议、无线传感网络等方面得到了广泛的应用.密钥存贮量、通信开销和计算开销是评价广播加密方案性能的主要指标.介绍了广播加密方案的发展和研究现状;对各类广播加密方案的基本原理、特点进行了阐述,并对方案的性能和应用进行了比较和总结;重点研究了其中的公钥广播加密方案,指出了由于公钥广播加密方案不需要信任中心,并且具有任何一个用户都可以广播数据的特点,在无线传感器网络方面有着很大的应用前景.     

支持恶意用户追踪的属性基云数据共享方案

云存储服务为互联网用户提供了更加灵活、可扩展的外包数据访问,获得学术界和工业界的关注.为防止用户数据被泄露到开放的网络中,数据所有者往往选择先将数据加密再上传到云存储服务器.与传统加密方式相比,属性基加密为云端加密数据提供更细粒度的数据访问控制机制,可实现“一对多”的访问策略模式.然而,传统属性基加密系统不具备同时“追踪”泄露解密密钥以及制造解密黑盒恶意用户的能力.本文重点研究在云存储服务的数据共享机制中部署密文策略属性基加密时出现的解密权限泄露问题.本文将白盒可追踪性和黑盒可追踪性作为一个整体集成到传统的密文策略属性基加密中,并提供两种追踪机制:白盒追踪机制和黑盒追踪机制.若泄露的解密权限为解密密钥,则可利用白盒追踪;若泄露的解密权限为解密设备,则需要利用黑盒追踪.本文所提出系统的主要特点包括:(1)云共享数据的授权访问.数据所有者的文件被加密并存储到云服务器上,满足指定访问策略的授权用户才能访问文件;(2)白盒可追踪性.若恶意内部人员故意泄露其解密密钥,则可基于白盒追踪机制执行追踪;(3)黑盒可追踪性.若泄露解密设备并被发现,则可通过黑盒追踪机制捕获共同构造该设备的恶意内部人员;(...     

支持灵活授权的基于身份的加密相等性测试方案

基于身份的加密相等性测试(IBEET)方案可在保证数据机密性的同时简化密钥和证书的管理,但其缺少对授权粒度的控制,难以满足实际应用中不同数据粒度的管理需求。为此,引入任意用户级别、任意密文级别、指定用户级别和密文-用户级别4种不同类型的授权机制,基于非对称的双线性映射,构建支持灵活授权的IBEET方案,并给出相关定义及安全模型。分析结果表明,该方案具有OW-ID-CCA安全性,能实现用户隐私保护。     

外包数据库的安全访问控制机制

通过对外包数据库双层加密方案的分析,指出存在授权用户可以将资源访问授权给其他非授权用户的安全缺陷,为此,提出一个改进的安全外包数据访问控制方案。该方案利用二元一次函数诱导产生加密密钥。为适应访问控制策略动态变化,防止非授权用户访问资源,通过双重加密实现授权访问动态变化。分析结果表明,改进方案能够克服外包数据库双层加密方案的安全缺陷,可实现策略动态更新,是一个安全高效的访问控制方案。     

可实现固定用户安全访问移动终端外包数据的非对称代理重加密系统

为实现固定用户安全共享移动终端的加密数据,提出了跨加密系统的非对称代理重加密系统。在该系统中,计算能力有限的移动终端使用相对简单的基于身份的加密系统,而服务器和固定用户使用较复杂的基于身份的广播加密系统。该系统基于密文转换机制,使移动终端简单的IBE密文被代理者转换成复杂的IBBE密文,同时代理者不会得知明文的任何信息。该方案的安全性可以归约到底层的IBE和IBBE方案的安全性。理论和实验分析表明,该方案可实现移动终端只需很少的资源便能让固定用户安全地共享其加密数据。     

基于SM9的CCA安全广播加密方案

选择密文安全模型能有效刻画主动攻击,更接近现实环境.现有抵抗选择密文攻击的密码算法以国外算法为主,缺乏我国自主设计且能抵抗选择密文攻击的密码算法.虽然实现选择密文安全存在通用转化方法,代价是同时增加计算开销和通信开销.基于国密SM9标识加密算法,提出一种具有选择密文安全的标识广播加密方案.方案的设计继承了SM9标识加密算法结构,用户密钥和密文的大小都是固定的,其中用户密钥由一个群元素组成,密文由3个元素组成,与实际参与加密的接收者数量无关.借助随机谕言器,基于GDDHE困难问题可证明方案满足CCA安全.加密算法的设计引入虚设标识,通过该标识可成功回复密文解密询问,实现CCA的安全性.分析表明,所提方案与现有高效标识广播加密方案在计算效率和存储效率上相当.     

条件型非对称跨加密系统的代理重加密方案

为了减轻云应用中移动设备解密的负担,利用基于身份的广播加密（IBBE）、基于身份的加密（IBE）、基于身份的条件型广播代理重加密方案,提出了多条件型非对称跨加密系统的代理重加密方案。该方案允许发送方将信息加密成IBBE密文,一次性发送给多个接收方,其中任一接收方又可以授权给代理者一个多条件型的重加密密钥,代理者利用该多条件型重加密密钥,能将符合多个条件的原始密文重加密成一个新的接收方可以解密的IBE密文。该方案实现了从IBBE加密系统到IBE加密系统的非对称代理重加密,而且代理者可以根据条件将最初的原始密文进行重加密,避免了不需要进行重加密的原始密文被代理者重加密,提高了代理者重加密的效率,同时节约了接收方获悉正确明文的时间。     

格上基于身份的广播加密方案

针对Wang等(WANG J, BI J. Lattice-based identity-based broadcast encryption. https://eprint.iacr.org/2010/288.pdf.)在随机预言机下提出的格基广播加密方案安全性较低且实用性较差的问题,利用盆景树扩展控制算法和一次签名算法构造了一个标准模型下基于格上错误学习(LWE)问题的身份基广播加密方案。首先利用一个编码函数替换随机预言机,将方案置于标准模型下;然后运行盆景树扩展控制算法生成用户的私钥和广播公钥;最后在加密阶段加入一次签名算法,提高方案的安全性。分析表明,相对于已有同类方案,新方案安全性较高达到了适应性攻击下选择密文安全(IND-ID-CCA)且方案具有动态扩展特性,能够通过用户身份矩阵的伸缩来实现用户的添加或删除,因此实用性较强。     

Fully CCA2 secure identity based broadcast encryption without random oracles

In broadcast encryption schemes, a broadcaster encrypts messages and transmits them to some subset S of users who are listening to a broadcast channel. Any user in S can use his private key to decrypt the broadcast. An identity based cryptosystem is a public key cryptosystem where the public key can be represented as an arbitrary string. In this paper, we propose the first identity based broadcast encryption (IBBE) scheme that is IND-ID-CCA2 secure without random oracles. The public key and ciphertext are constant size, and the private key size is linear in the total number of receivers. To the best of our knowledge, it is the first IBBE scheme that is fully CCA2 secure without random oracles. Moreover, our IBBE scheme is collusion resistant for arbitrarily large collusion of users.     

一种基于多线性映射的身份类广播加密方案*

利用多线性映射具有随机化编码的特点来构造密码方案是近几年研究的热点之一。本文针对Delerablee在随机预言机模型下提出的动态广播加密方案中选择明文攻击安全性问题,提出了标准模型下具有选择密文攻击安全的基于身份广播加密。首先建立多线性映射改进了私钥提取算法;然后在方案中加入消息验证码机制;最后,在标准模型下证明了该方案是不可区分静态选择密文攻击安全(indistinguishable-static ID-chosen ciphertext attack ,IND-sID-CCA)。分析表明,本文提出的方案保留了动态特性并提高了安全性。     

基于国密SM9的可搜索加密方案

为满足密文数据安全级别的要求,现有基于身份的可搜索加密方案多次使用安全参数较大的对称双线性对运算,导致计算效率降低,且其密钥形式难以与国家商用密码算法SM9相结合。针对该问题,设计一种基于SM9密码算法的可搜索加密方案。在离散椭圆曲线的两个子群中分别生成用户的公私钥对,使方案的密钥形式与SM9密码算法保持一致,解决经SM9密码算法加密后数据的检索问题,同时结合SM9密码算法,基于非对称双线性特性在确保方案安全性的同时提高检索效率。根据双线性对的性质分析该方案的正确性和安全性,并验证其满足在随机谕言模型下的适应性密文不可区分性和陷门不可区分性。仿真结果表明,与EdIBEKS、PEAKS、dIBAEKS方案相比,该方案在索引生成算法、陷门生成算法和检索匹配算法上的计算效率分别平均提高了77%、16.67%、28%以上。