一个标准模型下可证明安全的无证书签名方案

无证书公钥密码体制消除了基于身份公钥密码体制中固有的密钥托管问题,同时还保持了基于身份公钥密码体制的优点,那就是没有传统公钥密码体制中的证书以及证书管理带来的额外开销。提出了一种高效的可使用更多适合配对的椭圆曲线的,同时在标准模型下可证明安全的无证书签名方案。     

可证明安全数字签名方案的密码学分析

为了克服基于身份密码体制的密钥托管问题和基于无证书密码体制的公钥替换问题, 研究者提出了基于证书密码体制的概念。针对李志敏等人提出的基于证书的签名方案提出分析, 证明其不满足不可伪造性; 针对黄茹芬等人提出的基于证书盲签名方案提出分析, 结果表明它不能抵抗公钥替换攻击; 对何俊杰提出的基于身份的部分盲签名方案提出分析, 指出它不能抵抗窜改协商公共信息攻击。     

一种高效的可证明安全的无证书数字签名方案

无证书公钥密码体制结合了基于身份和传统PKI公钥密码体制的优势,而且还克服了基于身份公钥密码体制的密钥托管问题以及PKI系统的证书管理问题,但是运算效率低。针对传统的无证书数字签名运算效率低的问题,提出一个在随机预言机模型下可证明安全的无证书数字签名方案。通过在系统初始化阶段预计算一次双线性对运算,该方案在签名阶段不需要对运算,而且在验证阶段仅仅需要一次双线性对预算,比以往的无证书数字签名方案具有高的运算效率和通信效率。     

标准模型下高效安全的基于证书密钥封装机制

基于证书密码体制有机结合了传统公钥密码体制和基于身份密码体制,不仅克服了基于身份密码体制固有的密钥托管和密钥分发问题,而且简化了传统公钥基础设施中复杂的公钥证书管理,是一种颇受关注的新型公钥密码体制.基于证书密钥封装机制,将密钥封装机制与基于证书密码体制相结合,具备基于证书密码体制的优良特性.基于双线性对,提出了一个高效的并且可证明安全的基于证书密钥封装机制方案.在标准模型下基于判定性截断q-ABDHE问题和判定性1-BDHI问题的困难性,该方案被证明满足适应性选择密文攻击下的不可区分安全性,即满足选择密文安全性.与已有的标准模型下安全的基于证书密钥封装机制方案相比,该方案具有更高的计算效率和更低的通信带宽要求.     

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。     

无证书的可验证环签名方案

将无证书的密码体制与可验证环签名相结合,提出一个无证书的可验证环签名方案。方案具有环签名的性质,在需要时,真实签名者还可向验证者证明自己的身份。方案基于无证书的密码体制,克服了基于身份的密码体制的密钥托管问题,避免基于证书密码体制的公钥存储和管理问题。     

基于多变量公钥密码体制的无证书多接收者签密体制

针对基于身份的多接收者签密方案不能抵抗量子攻击以及存在的密钥托管问题,基于多变量公钥密码体制,提出一个多接收者模型下的无证书签密方案.新方案不仅避免了基于身份密码体制的密钥托管问题,而且继承了多变量公钥密码体制的优势,实现了“抗量子攻击”的高安全性.与现有方案相比,新方案无需双线性对操作,具有更少的计算量,更高的计算效率,适用于智能卡等计算能力较小的终端设备.最后,在随机预言模型下,给出了该文方案基于MQ困难问题假设和IP困难问题假设的安全性证明.分析表明,该文方案具有不可否认性、前向安全性、后向安全性、保护接收者隐私等安全属性.     

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。     

辫群上的可转换认证加密方案

量子计算的快速发展给目前的公钥密码体制带来严重威胁,非交换的辫群为构造安全密码协议提供了新平台。基于辫群上共轭搜索问题和多重共轭搜索问题的难解性,提出一个可转换认证加密方案,只有指定的接收者才能恢复认证的原始消息;当发送者否认签名时,接收者不需要发送方的参与即可将收到的签名转换为一般签名,并向第三方证明发送者的不诚实。与基于交换代数的方案相比,该方案在抗量子攻击上更有优势。     

基于离散对数的无证书代理签名方案

对已有无证书代理签名方案进行研究发现,基于离散对数知识构造的无证书代理签名方案几乎没有,结合有限域上的离散对数知识和无证书密码体制的优点,提出了一种高效的、基于离散对数的无证书代理签名方案。该方案避免了基于身份密码体制中的密钥托管问题和证书密码体制中的证书存在问题,满足代理签名的不可伪造性、代理密钥的依赖性、代理签名的可区分性和抗滥用性等良好性质。整个方案没有使用双线性对操作,在有限域上离散对数问题难解的条件下证明和讨论了方案的正确性和安全性。     

密文策略的属性基并行密钥隔离加密

对于公钥密码体制来说,私钥泄漏是一种十分严重的威胁.传统密码系统可以通过撤销公钥来应对私钥泄漏,但在属性基密码系统里,公钥由属性集合表示,对这些属性集合的撤销不太可行.目前,密钥隔离机制是减轻密钥泄漏所带来危害的一种有效方法.为了处理属性基密码系统中的密钥泄露问题,将并行密钥隔离机制引入到密文策略的属性基加密中,提出了密文策略的属性基并行密钥隔离加密(ciphertext policy attribute-based parallel keyinsulated encryption,简称CPABPKIE)的概念.在给出CPABPKIE的形式化定义和安全模型的基础上,构建了一个不需要随机预言机模型的选择ID安全的CPABPKIE方案.所提方案允许较频繁的临时私钥更新,同时可以使协助器密钥泄漏的几率保持较低,因此增强了系统防御密钥泄漏的能力.     

支持访问更新的可验证外包属性加密方案

为满足公共云存储加密数据安全可靠的访问需求，提出支持访问更新的可验证外包属性加密方案。以经典的KP-ABE方案为基础，通过巧妙的算法设计实现方案的外包解密和密文访问权限可更新功能，同时支持外包计算的可验证性，确保第三方服务器诚实可靠地执行算法过程。在标准模型下证明方案关于原始密文和更新密文均具有选择 IND-CPA 安全性，并具备弱主私钥安全性和外包计算的验证可靠性。与同类方案相比，实现了功能、安全性和效率的协同优化。     

一个可追踪身份的门限属性签名方案

在基于属性的签名中, 签名者的身份是由一系列属性组成的集合来表示且满足匿名性, 但同时签名者也可以利用这一特性滥用签名。提出了一个可追踪身份的门限属性签名方案, 它利用PKG生成的追踪密钥和比特加密的非交互证据不可区分证明, 实现了属性签名的可追踪性和不可联系性。方案的安全性基于计算性Diffie-Hellman假设, 与现有方案相比, 公钥长度、私钥长度和签名运算量明显减少, 适用于通信网络带宽受限的环境。     

可公开验证的高效无证书签密方案

根据安全无证书签密模型,提出一种基于双线性对的可公开验证的高效无证书签密方案。该方案由密钥生成中心(KGC)、签密方、解签密方和验证方组成,使用盲化技术以及用户公钥和秘密值先于KGC部分私钥生成的方法提高密码系统的信任等级,在公开验证时只需将明文和密文提交给验证方。分析结果表明,该方案具有安全保密性、不可伪造性、不可否认性,并且计算量较小、易于实现。     

Hidden attribute-based signatures without anonymity revocation

We propose a new notion called hidden attribute-based signature, which is inspired by the recent developments in attribute-based cryptosystem. With this technique, users are able to sign messages with any subset of their attributes issued from an attribute center. In this notion, a signature attests not to the identity of the individual who endorsed a message, but instead to a claim regarding the attributes the underlying signer possesses. Users cannot forge signature with attributes which they have not been issued. Furthermore, signer remains anonymous without the fear of revocation, among all users with the attributes purported in the signature.After formalizing the security model, we propose two constructions of hidden attribute-based signature from pairings. The first construction supports a large universe of attributes and its security proof relies on the random oracle assumption, which can be removed in the second construction. Both constructions have proven to be secure under the standard computational Diffie-Hellman assumption.     

全委托的公共可验证的外包数据库方案

为解决可验证外包数据库方案存在的预处理阶段开销较大及不支持公共可验证的问题,提出了一个全委托的公共可验证的外包数据库模型.给出了模型的架构及交互流程,对模型进行了形式化定义,并给出了模型的正确性定义和安全性定义.利用双线性映射及可验证外包模幂运算协议,构建了一个全委托的公共可验证外包数据库方案,且给出了各个算法的详细描述,证明了方案的正确性和安全性.其安全性可规约为BDHE （bilinear diffie-hellman exponent）难题.与现有方案及不进行全委托计算的方案相比,全委托的公共可验证的外包数据库方案基于可验证外包模幂运算,将大量模幂运算外包给云处理,减小了数据拥有者的开销.理论与实验分析表明：该方案数据拥有者在预处理阶段所需的代价更低,效率更高,适于实际应用.此外,验证过程无需私钥参与,实现了公共可验证.     

Secure and efficient fine-grained multiple file sharing in cloud-assisted crowd sensing networks

Mobile crowd sensing significantly facilitates a broad range of emerging applications by treating mobile devices of ordinary users as basic sensing units to distribute sensing tasks and collect sensing data. Owing to the continuity of data sensing and richness of content, resource-constrained mobile devices always outsource their collected data into the cloud for file sharing. The existing work enables only batch decryption limited to RSA algorithm and merely allows one specific file to be shared among multiple authorized receivers by exploiting the technique of attribute-based encryption (ABE). In this paper, a generalized efficient batch cryptosystem GBC and its extension GBCS are firstly proposed to achieve both batch encryption and batch decryption from any public key encryption algorithm. Then, our proposed GBC is further extended to FMFS, TMFS and MMFS to address secure multiple file sharing in the cloud-assisted mobile crowd sensing network, respectively for fine-grained multi-receiver multi-file sharing, file authority transfer and multiple file owners’s settings. Finally, formal security proof is given to show our proposed generalized efficient batch cryptosystems GBC, GBCS and secure multiple file sharing schemes are respectively secure against adaptive chosen ciphertext attack (CCA2) in the random oracle model and under the assumption on the computational hardness of the subset decision problem in the standard model. Extensive evaluations illustrate our secure multiple file sharing in cloud-assisted crowd sensing network based on the newly-devised GBC dramatically outperforms the state-of-the-art in storage, computational and communication overhead.     

一个基于知识证明签名的安全电子拍卖协议

论文研究了英式电子拍卖协议,基于知识证明签名给出一个安全有效的电子拍卖协议。该协议实现了竞拍者身份的匿名性、获胜竞拍者的不可否认性、可公开验证性、竞拍者不可伪装性、可跟踪同一拍卖中某竞拍者的投标以及某个竞拍者在不同拍卖中不可关联性等问题。论文的工作重点是引入了可信第三方并利用知识证明签名来解决其它协议中撤消竞拍者的问题,可简单地撤消某个竞拍者并保证拍卖的高效率。另外,本文还给出了避免拍卖管理者的不公正性的改进协议。     

基于Birkhoff插值的可验证秘密共享算法

密钥管理是密码系统重要组成部分,对密码系统的安全性起着关键的作用.分布式密钥管理被广泛应用于保密通信、面向群体的密码学.为此,基于秘密共享策略,利用Birkhoff插值法和离散对数的困难性,提出了基于Birkhoff插值的可验证秘密共享(BIVSS,birkhoff interpolation verified secret sharing)算法.BIVSS算法考虑了参与者和分发者的不诚信问题,分析了BIVSS的可验性和安全性能.该算法比常见的秘密共享策略具有更广泛的适用性.     

基于属性群的云存储密文访问控制方案

提出一种基于属性群的云存储密文访问控制方案。采用对称加密算法加密大型数据文件,并用属性加密算法加密对称密钥,将重加密的任务转移到云服务提供商,从而降低数据拥有者的计算代价,且未向云服务提供商泄露额外信息。在属性和用户权限撤销时,以同一属性集下的不同用户为单位,数据拥有者不参与属性和用户权限的撤销,从而减轻数据拥有者的权限管理代价。分析结果表明,该方案在权限撤销时的效率优于已有的密文访问控制方案,支持细粒度的灵活访问控制策略,具有数据机密性、抗合谋攻击性、前向保密性和后向保密性。