改进的选择密文安全公钥加密方案

如何设计在标准模型下满足适应性选择密文安全(IND-CCA2)的高效公钥加密方案,是公钥密码学领域中的一个重要研究课题.康立等人提出了一个高效的公钥加密方案,并认为他们的方案在标准模型下满足IND-CCA2安全.文中首先对该方案进行分析,通过给出具体的攻击方法表明该方案并不满足IND-CCA2安全.然后对该方案进行改进得到一个新的公钥加密方案,并在标准模型下证明了新方案的IND-CCA2安全性.     

基于细粒度授权的物联网搜索数据隐私保护方案

随着物联网和云计算技术的飞速发展和广泛应用,物联网搜索引擎应运而生。然而,物联网搜索引擎的开放性,使在互联网搜索领域就已经存在的数据隐私问题变得更加突出。首先,阐述了物联网搜索数据隐私保护的研究背景和安全挑战,并针对安全挑战,将密文搜索和基于属性的访问控制算法有机结合。然后,提出了基于细粒度授权的物联网搜索数据隐私保护方案,并对方案进行了安全分析和性能分析。最后,总结并指出了未来研究工作方向。     

标准模型下可证明安全的新公钥加密方案

针对标准模型下抗适应性选择密文攻击语义安全的公钥加密方案存在的效率比较低或者所基于的计算假设比较强的问题,基于最近提出的d-判定性Diffie-Hellman问题构造了一个新的可证明安全的公钥加密方案。方案的构造和安全性证明采用哈希证明系统方法,达到了高效安全的目标。方案所基于的d-判定性Diffie-Hellman问题的难度介于计算Diffie-Hellman问题和判定性Diffie-Hellman问题之间,方案的效率优于基于计算Diffie-Hellman问题的方案,与基于判定性Diffie-Hellman问题的方案相近。该方案实现了计算假设与效率之间的一个比较好的折中,并且可以根据实际需要选择不同的d值以达到不同的安全级别。     

基于密文策略属性基加密的多授权中心访问控制方案

针对单授权中心方案通信和计算开销较大的问题,该文提出一种基于密文策略属性基加密（Ciphertext-Policy Attribute-based Encryption,CP-ABE）的多授权中心访问控制方案。该方案引入属性管理器对用户属性进行分组,多个授权中心共同生成密钥,同时将部分解密交给云服务器进行。该方案减少了授权中心间的通信消耗和用户解密的资源消耗,同时通过安全性证明及与现有方案进行对比证明该方案安全高效。     

支持细粒度属性直接撤销的CP-ABE方案

为了解决用户属性变化带来的权限访问控制问题,支持属性撤销的基于属性加密方案被提出.然而,现有的属性撤销机制大多存在撤销代价大、撤销粒度粗等问题,且已有的方案均存在安全隐患,即属性授权中心可以伪装成任意用户解密密文.为弥补上述不足,提出一种支持细粒度属性直接撤销的密文策略的基于属性加密方案（CP-ABE）,并给出该方案的形式化定义与安全模型.所提方案中,用于生成用户密钥的秘密参数由系统中心和属性授权机构分别产生,可避免属性授权中心解密密文的安全隐患.同时,通过引入多属性授权中心进一步降低了安全风险.在属性撤销方面,通过设计高效的重加密算法并引入属性撤销列表,实现细粒度的属性直接撤销.安全证明和性能分析表明：所提方案在适应性选择密文攻击下具有不可区分性并能抵抗不可信授权中心的破译攻击,较同类方案具有更高的计算效率以及更细的属性撤销粒度.     

新的标准模型下安全的数字签名方案

针对标准模型下数字签名方案较难构造的问题,在已有选择密文攻击(CCA)安全的可公开验证加密(PVPKE)方案基础上,提出一种标准模型下的数字签名方案。构造基于以下结论：CCA安全的PVPKE方案密文的合法性可公开验证,而数字签名也要求可公开验证;CCA安全的PVPKE方案密文不可伪造,而数字签名也要求不可伪造。通过将PVPKE方案中私钥用于签名,其公钥用于签名的验证,设计数字签名方案,并进行了安全性证明。分析结果表明,所提出的方案在邮件传输系统中有较好应用。     

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。     

一种标准模型下具有IND-CCA2安全的混合加密方案*

基于Ideal-SIS(ideal small integer solution)的一个变种,改进了Damien Stehle的陷门生成算法。利用改进的陷门生成算法,对Damien Stehle的选择明文攻击(CPA)安全方案进行了改进,然后结合SWIFFT压缩函数,提出了一种在标准模型下达到适应性选择密文攻击下的不可区分性(IND-CCA2)安全的混合加密方案。在这陷门产生过程中节省了 nlogq比特的描述位;与原有方案相比,新方案一次加解密的字符长度从nlogq比特提高到了m*nlogq。基于上述改进,新方案在运行所需的时间和空间效率方面有了很大的提高。     

双服务器模型下支持相关度排序的多关键字密文搜索方案

围绕当前云存储环境中用户数据机密性以及可用性的问题,对多关键字密文搜索方案展开研究,提出双服务器模型下支持相关度排序的多关键字密文搜索方案(multi-keyword encrypted search with relevance ranking, MES-RR),在能够保证高效地实现多关键字密文搜索的同时,实现对于搜索结果的排序.方案基于TF-IDF加权技术并融合Paillier同态加密体制,构建关键字相关度安全索引,优化计算代价并降低了存储复杂度;设计双服务器模型架构,引入安全可信的协同处理机制来构造安全排序协议,实现对于搜索结果的高效排序.在安全性方面,在诚实与好奇的威胁场景下构建方案的安全模型,并对安全性进行严格分析,结果表明方案能够在随机预言模型下抵抗自适应性选择关键字攻击,具有IND-CKA2安全性.性能分析表明：该方案用户生成q个关键字搜索令牌仅需要常数级时间O(q),而且仅需和服务器进行1次交互即可得到搜索结果,与以往的支持排序的多关键字密文搜索方案相比,该方案大大降低了计算代价和访问交互次数,适用于实际的云存储环境.     

结合公钥加密和关键字可搜索加密的加密方案

带关键字搜索的公钥加密(PEKS)是一种有用的加密原语，它允许用户将在加密数据上搜索的功能委托给不可信的第三方服务器，而不影响原始数据的安全性和隐私性。但是，由于缺乏对于数据的加密以及解密能力，PEKS方案不能单独进行使用，必须与标准的公钥加密方案(PKE)相结合。因此，Baek等人在2006年引入了一种新的加密原语，称为结合PKE和PEKS的加密方案(PKE+PEKS)，它同时提供了PKE和PEKS的功能。目前，已有文献提出了几种PKE+PEKS方案。然而，他们都没有考虑关键字猜测攻击的问题。本文提出一个新的高效且能够抵抗关键字猜测攻击的PKE+PEKS方案，与已有方案相比，该方案在性能上有很大的提升，并且在生成关键字和数据密文时，不需要使用双线性对，极大地降低了计算和存储成本。安全性分析表明，本文中所提出的方案能够满足密文隐私安全性、陷门不可区分性和抗关键字猜测攻击的安全性。效率分析表明，本分提出的方案更加高效。     

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。     

明文编码随机化加密方案

对著名的最优非对称填充加密方案（RSA-OAEP）及其改进方案进行分析发现：（1）这些方案的明文填充机制均采用Hash函数来隐藏明文统计特性,然而Hash函数特有的属性导致RSA-OAEP及其改进方案的安全性证明难以在标准模型下进行.很多研究工作表明,在标准模型下假定RSA（或者其变形）是困难的,无法证明RSA-OAEP及其改进方案对自适应性选择密文攻击是安全性的;（2）这些方案加密的消息是明文填充随机化处理后的信息,因此被加密信息比实际明文多出k位（设用于填充的随机数为k位）.针对这两个问题,构造了一个基于配对函数编码的RSA型加密方案.该方案具有如下属性：（1）无需Hash运算就可以隐藏明文统计特性,同时使得被加密消息的长度短于实际明文的长度;（2）在标准模型下对自适应选择密文攻击是安全的;（3）该方案应用于签密时不需要额外协商签名模与加密模的大小顺序.     

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。     

基于身份的可验证密钥的公钥内积函数加密算法

函数加密(Functional Encryption,FE)是一种多功能的加密原语,最早由Boneh等人正式提出.自从FE出现以来,许多研究者考虑如何实现通用的FE的构造.但是,这些工作使用了较为复杂的理论工具:例如,不可区分性的混淆和多线性映射等,实用性存疑.因此,构造特殊的、高效的FE以满足特定应用场合的需要成为了...     

基于REESSE1+公钥密码体制的概率加密

针对确定性公钥密码体制不能抵抗选择明文攻击的弱点,基于REESSE1+公钥密码体制设计2种概率加密方案,使同一明文对应的密文具有不确定性。方案1在明文比特序列的奇数位置插入相同长度的随机比特串,产生新的随机明文序列,并对该序列进行加密;方案2对公钥序列进行重新排列,使用新的公钥序列对明文进行加密。证明2种方案的正确性,并对其安全性和性能进行分析,结果表明,2种方案均可抵抗选择明文攻击,密码强度至少等价于基于离散对数问题的密码方案,同时,其加解密运行时间均少于基于RSA和剩余问题的概率密码方案。     

云计算中基于身份的双服务器密文等值判定协议

随着云存储的快速普及以及公众隐私保护意识的提升,越来越多的隐私数据被加密存储在云上.因而,如何对密文数据特别是采用公钥密码体制加密的数据进行高效检索成为了一个重要研究内容.带密文等值判定的公钥加密协议是其中一种检索方法,它可以在不泄漏明文内容的情况下判定2段密文对应的明文是否相同.最近,一系列带密文等值判定的公钥加密协议被提出.然而,在这些协议中,只用了一个服务器来执行等值判定操作,不能抵抗恶意服务器的内部关键字猜测攻击.为了解决这个问题,首次提出了基于双服务器的带密文等值判定的公钥加密协议,并在随机预言机模型下证明了它的安全性.同时,也对设计的协议进行了性能分析,分析表明:该协议适合资源受限的移动设备.     

带关键词检索的公钥加密方案

针对现有的带关键词检索的公钥加密(PEKS)方案中的大量对运算需要消耗较多时间,且都存在不能抵抗重放攻击的问题,在研究PEKS的基础上,提出一种高效的带关键词检索的公钥加密方案。与现有的PEKS方案相比,该方案保留了现有PEKS方案的优点,能有效地抵抗重放攻击。     

基于SM2的无证书加密算法

无证书密码系统中无需证书来管理公钥,同时没有标识密码系统中的密钥委托功能.本文描述一种基于SM2加密算法构造的无证书加密算法,并在随机谕示和代数群模型下证明其安全性可以规约到Gap-Diffie-Hellman复杂性假设.因此构造的算法具有可证明安全性,并可基于已有SM2算法部件快速部署等优势.采用该算法的密码系统具有简洁的密钥管理、高效的算法实现,非常适合物联网等需要轻量级公钥算法的应用场景.