密钥弹性泄漏安全的通配模板层次委托加密机制

传统的密码方案假定密钥对可能的攻击者来说是完全隐藏的(只有算法是公开的),敌手无法获得有关密钥的任何信息.但在实际系统中,攻击者可在噪声信道或由侧信道攻击获得有关密钥的部分信息.密钥弹性泄漏安全的加密方案通过改进密码算法达到在密钥存在可能部分泄漏情况下的语义安全性.设计了一个抗密钥弹性泄漏的可委托层次模板加密方案.在该方案中,用户身份关联到含有通配符的身份模板,并可以实现再次密钥委托.该方案是抗泄漏的层次身份加密方案(hierarchical identity-based encryption,简称HIBE)和隐藏向量加密方案(hidden vector encryption,简称HVE)的一般扩展,可有效地抵抗密钥弹性泄漏,并达到自适应语义安全性.同时给出该方案的安全性证明和系统抗泄漏性能,分析显示,该方案具有较好的密钥泄漏容忍性.     

支持属性撤销且抗泄漏的密文策略属性基加密

针对边信道攻击引起密码系统秘密信息泄漏问题,提出抗密钥泄漏且支持属性撤销的密文策略的属性基加密方案。提出的方案具有完全安全性。基于双系统加密技术,给出的方案在标准模型下是可证安全的。该方案不仅可以抵抗私钥的泄漏而且也可以抵抗主密钥的泄漏。此外,给出的方案通过密钥的有效更新还可以抵抗密钥的持续泄漏。     

抗泄漏的基于无证书的AKE方案

构造了一个可以抵抗泄漏的无证书密钥封装系统.用这个系统构造一个可以抵抗泄漏的基于口令认证的密钥交换协议,方案是基于标准模型的,封装的对称密钥的相对泄漏率可以接近1.     

无证书抗私钥泄漏的加密方案

针对大量的边信道攻击和冷启动攻击泄漏密码系统的秘密信息进而导致传统密码方案不安全的问题,提出了一种能在私钥泄漏情况下保持安全的无证书加密方案。基于q-ABDHE困难问题假设,从理论上证明了方案的安全性;通过提取器的使用实现了抗泄漏特性。理论分析表明提出的方案容许私钥的相对泄漏率可以达到1/8。     

基于身份的抗私钥泄漏的广播加密方案

侧信道攻击引起密码系统的部分信息泄漏,破坏很多密码方案的安全性。在基于身份的广播加密方案(IBBE)中,到目前为止,还没有能抵抗侧信道攻击的安全方案。基于此,提出一个抗侧信道攻击安全的基于身份的广播加密方案。使用双系统加密技术,在复合阶群静态假设下在标准模型中证明了提出方案的安全性。泄漏性能分析表明,私钥的相对泄漏率可以达到1/3。该方案具有较好的抗私钥泄漏性能。     

一种基于身份和密钥封装机制的加密方案

提出一个基于身份和密钥封装机制的加密方案,采用对称加密技术实现信息的高效加密解密,利用基于身份的密码算法传递对称密钥。该方案扩展了标准模型下可证明安全的选择密文攻击的加密方案,其安全性规约为判定性Diffie-Hellman假设。分析结果表明,该方案对抵抗自适应选择密文攻击是不可区分的。     

标准模型下抗泄漏的IBE

由于边信道和冷启动攻击的存在,以黑盒模型为基础的可证安全密码系统的密钥等机密信息会有泄漏,这就会导致密码方案的安全性受到破坏。针对这样的问题,提出一个标准模型下的基于身份的抗泄漏的加密方案。首先,给出抗泄漏的基于身份的加密方案的具体构造;接着,从理论上证明该方案的安全性和抗泄漏性能。方案的安全性是基于q-ABDHE假设运用线性无关的思想证明得到的,方案的抗泄漏性是通过提取器的合理使用得到的。该方案是针对选择密文攻击抗泄漏安全的,理论分析表明该方案的私钥相对泄漏率可以接近1/6。     

基于签密的密码工作流密钥封装机制

密码工作流(cryptographic workflow)是多用户环境下一种特殊的密码系统工作模式,在这种工作模式下,加密消息需要依据某种策略进行,因此只有履行这一策略的实体才能进行消息解密.为保证在密码工作流模式下密钥封装能够同时实现密钥免托管性和密钥封装传递的不可伪造性,基于签密的思想定义了一个新的密码工作流模式下的密钥封装机制.首先定义了密码工作流模式下基于签密的密钥封装一般模型,并给出了相应的安全模型;其次,结合秘密共享方案、基于身份加密方案和签密方案,提出一个新的结构方案,并在标准模型(standard model)下利用序列游戏证明方法对该结构方案的安全性进行了详细证明.证明结果表明,该密钥封装结构方案能够达到密码工作流模式下要求的接收者安全和外部安全.     

云计算中的标准模型下基于证书混合加密方案

随着云计算的快速发展,数据安全已成为云安全的一个关键问题,尤其是云中存储和传输的数据量巨大,对安全性要求较高。另一方面,基于证书密码体制克服了传统公钥密码体制的证书管理问题及基于身份密码体制的密钥托管问题,为构造安全高效的PKI提供了新的方法,但现有基于证书加密方案大都采用双线性对构造,计算效率较低。针对云计算环境,基于判定性缩减Diffie-Hellman难题,提出了一个不含对运算的基于证书混合加密方案,分析了安全性和效率。该方案是建立在密钥封装算法、对称加密算法、消息认证码算法基础上的一次一密型加密方案。分析表明,该方案在标准模型下可以抵抗适应性选择密文攻击,计算效率较高,适合于对云计算中安全性要求较高的长消息的加密。     

CCA安全的抗连续泄露的广播密钥封装机制

传统公钥基础设施中的证书复杂管理和身份基密码体制中的密钥托管等问题在基于证书的密码体制下得到了很好的解决,因此无证书密码体制近年来得到了广泛关注.此外,在现实应用中,攻击者基于冷启动、边信道等各种各样的泄露攻击获得密码机制内部敏感状态(如秘密钥等)的泄露信息,导致在传统理想模型下被证明安全的密码机制不再具有相应的安全性.此外,由于广播通信模式具有较高的消息通信效率,多个具有广播通信功能的密码原语相继被提出.针对基于证书密钥封装机制对泄露容忍性和广播通信等性能的需求,提出抗泄露的基于证书的广播密钥封装机制的实例化构造,并基于判定的Diffie-Hellman困难性假设对其选择密文攻击下的安全性进行了证明.此外,为进一步增强该构造的实用性,研究了广播密钥封装机制的连续泄露容忍性,通过定期更新用户密钥的方式实现了对连续泄露攻击的抵抗目标.与现有工作的分析对比表明,该构造在保证安全性可证明的基础上,不仅实现了抵抗泄露攻击和广播通信的功能,而且拥有较高的计算效率.     

抗密钥泄露的在线/离线身份基加密机制

目前已有的在线离线身份基加密（IBOOE）方案无法抵抗边信道攻击,引起密码系统秘密信息泄露问题。新方案通过将随机提取器嵌入在线加密算法来隐藏私钥泄露和密文之间的关系,提出首个有界泄露模型下安全的IBOOE方案;新方案基于合数阶双线性群上的三个静态假设,利用双系统加密技术在标准模型下抵抗选择明文攻击达到完全安全性和泄露弹性。此外,与传统的IBOOE方案相比较,新方案特别适用于敏感数据存储且资源受限的场景。     

Key continual-leakage resilient broadcast cryptosystem from dual system in broadcast networks

In order to tolerate possible leakage of secret keys, leakage-resilient cryptosystem models a class of attractive leakage output by allowing an adversary to provide any computable leakage function and learning the partial keys or other possible internal states from the output of function. In this work, we present an adaptively secure broadcast encryption resilient to key continual leakage in the standard model. Our scheme provides the tolerance of continual leakage, in which any user can generate multiple private keys per user by periodically updating the key. We use the dual system encryption mechanism to implement the leakage resilience and adaptive security, and intrinsically set an algorithm to refresh a key and produce a same distributed new key. We also give the evaluation of the leakage bound and leakage fraction, and the simulations show that our scheme can tolerate about 71% leakage fraction with 3.34 × 10^-52 failure probability in standard 80-bit security level when we adjust the leakage factor to allow the private key to be 100 Kb.     

抗泄漏的CCA安全的加密方案

由于大量攻击可能泄漏传统密码方案中要求绝对保密的信息,进而破坏了传统密码方案的安全性,所以设计抗泄漏的安全密码方案成为密码研究的一个迫切需要解决的问题,尤其从2009年至今更是吸引了广大学者的注意,取得一定成果。本文在基于身份的抗泄露的自适应选择明文攻击（CPA）安全的加密方案基础上,进行改进,通过结合一个强的一次真实模拟可提取的非交互零知识协议,取得基于身份的抗泄露自适应选择密文攻击（CCA）的安全加密方案,提高了系统的安全性能。     

抗泄露的(分层)身份基密钥封装机制

在真实应用环境中,冷启动、边信道等物理攻击方式的出现,使得敌手能够获得参与者内部私有状态的泄露信息,从而导致传统可证明安全的密码机制在有泄露的环境下已无法继续保持其原有的安全性,因此更多的密码学研究者开始致力于抗泄露密码机制的研究.混合加密技术同时具备了对称加密和非对称加密的优势,由于身份基密钥封装机制(Identity-Based Key-Encapsulation Mechanism,IB-KEM)是身份基混合加密机制的重要组成部分,近年来得到了广泛关注.为满足真实环境的抗泄露性需求,抗泄露IB-KEM被提出;然而现有的构造在计算、传输和存储等方面均存在不足.针对上述不足,本文提出了选择密文攻击(Chosen-Ciphertext Attacks,CCA)安全的抗泄露IB-KEM的通用构造,并基于底层IB-KEM的选择明文攻击(Chosen-Plaintext Attacks,CPA)安全性对通用构造的CCA安全性进行了形式化证明.此外,为展示本文通用构造的实用性及普遍性,分别设计了 IB-KEM和分层身份的身份基密钥封装机制(Hierarchical Identity-Based Key-Encapsulation Mechanism,HIB-KEM)的具体实例,并在选择身份的安全模型下,基于判定的双线性Diffie-Hellman假设和双线性Diffie-H ellman指数假设对本文实例的CPA安全性分别进行了证明.最后,为了实现抵抗连续泄露攻击的目标,本文研究了各实例的密钥更新算法.相较于已有CCA安全的抗泄露IB-KEM,本文构造在计算、传输和存储等方面具有一定的优势.     

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。     

一种前向安全的无证书代理签名方案*

为了解决密钥泄露问题,提出一个具有前向安全性的无证书代理签名方案。本方案采用密钥不断更新的方法,保证了代理签名方案的前向安全性,即当代理签名者的代理密钥泄露后,攻击者不能伪造当前时段以前的代理签名,从而减小了密钥泄露所带来的损失。同时本方案采用了无证书公钥密码体制,避免了基于证书密码系统的证书管理问题,解决了基于身份的密钥托管问题。     

A novel image cipher based on mixed transformed logistic maps

In this paper, a novel secure cryptosystem is proposed for direct encryption of color images, based on transformed logistic maps. The proposed cipher provides good confusion and diffusion properties that ensures extremely high security due to the mixing of colors pixels. The encryption scheme makes use of six odd secret keys and chaotic keys for each operation. The operations include initial permutation of all pixels with six odd keys, nonlinear diffusion using first chaotic key, xoring the second chaotic key with resultant values and zig-zag diffusion with third chaotic key. The proposed scheme supports key sizes ranging from 192 to 400 bits. The security and performance of the proposed image encryption technique have been analysed thoroughly using statistical analysis, key sensitivity analysis, differential analysis, key space analysis, entropy analysis and performance analysis. Results of the various types of analyses are showing that the proposed image encryption technique is more secure and fast and hence suitable for the real-time applications.     

标准模型下的高效强安全混合加密方案

如何设计标准模型下满足适应性选择密文安全（IND-CCA2）的高效加密方案,是公钥密码学领域的一个重要研究课题。基于判定型双线性Diffie-Hellman问题,提出了一个高效、短公/私钥长度、强安全的,基于对称加密算法、消息认证码算法、密钥分割算法等基础算法的一次一密型混合加密方案,分析了方案的安全性和效率。方案在标准模型下被证明具有IND-CCA2安全性,支持公开的密文完整性验证,与同类方案相比计算效率高。