基于椭圆曲线的KDM安全公钥加密方案

某些场合下敌手能够获取与私钥有关消息的密文,大多现有加密方案在上述情况下是不安全的。为抵抗这种攻击,给出一般子群不可区分困难假设的一个实例——椭圆曲线子群不可区分困难假设,并设计相应的归约算法。在此基础上,提出一个基于环 上椭圆曲线的公钥加密方案,并将该方案中的密文不可区分问题归约到椭圆曲线子群不可区分困难的假设上。分析结果证明,该方案在此假设下是安全的。     

语义安全的Niderreiter公钥加密方案

McEliece公钥加密方案和Niederreiter公钥加密方案被认为是能存活于量子计算机时代的备选公钥算法之一。原始的McEliece公钥加密方案达不到IND-CCA,2001年,Kobara和Imai给出了达到IND-CCA的修正McEliece公钥加密方案。原始的Niederreiter公钥加密方案也达不到IND-CCA,受Kobara和Imai工作的启发,提出了达到IND-CCA的Niederreiter公钥加密方案。     

基于适应性选择密文不可区分性的抗辅助输入泄漏公钥加密方案

现有的抗辅助输入公钥加密方案仅满足选择明文攻击(IND-CPA)安全性,难以满足实际应用的安全需求。基于判定性Diffie-Hellman (DDH)假设下CS '98加密方案和域GF(q)上Goldreich-Levin定理,构造出一种新型的抗辅助输入泄漏的公钥加密方案。该方案满足适应性选择密文不可区分性(IND-CCA2)安全性,允许攻击者利用辅助输入泄漏信息攻击挑战密文时询问解密预言机。与BHHO加密方案相比,尽管加密/解密运算量都增加了近一倍,却实现了更加严格的IND-CCA2安全性。     

新型安全电子邮件加密系统的设计与实现

基于身份公钥加密是一种以用户的身份标识符作为公钥的新型加密体制。本文首先介绍基于身份的公钥加密方案(IBE),给出IBE安全加密体制的基本框架结构与工作原理;设计了一个IBE密钥管理方案,实现IBE公钥和私钥的安全分发;提出了一套基于IBE的安全电子邮件系统,开发了一个PKG密钥服务器和Outlook邮件客户端加密插件,并实现IBE密钥管理方案;最后讨论了IBE邮件加密系统的安全问题。     

数据库加密设计及其安全体系研究

以SQL Server2000数据库为例,研究利用加密的方法来处理在网络环境下数据库系统安全问题。     

一种无密钥托管的基于身份的在线/离线加密方案

随着基于身份的加密算法发展研究,在线/离线技术被认为是一个可以有效提升密钥生成和加密时计算效率的方法。在离线时,很大比例的运算可在明确加密消息和接收方的身份之前完成。当在线时,方案只需要少量的计算便可完成密钥生成和加密。本文提出了一种高效的基于身份的在线/离线加密方案,首次使用可选择公用外包密钥生成中心（Outsourced key generator,OKG）,解决了之前PKG可单独解密出任意密文的密钥托管问题。在本文的方案中,除非私钥生成中心（Private key generator,PKG）与OKG合谋,否则PKG和OKG都不能单独解密出密文消息。在基于身份的在线/离线加密系统建立之后,用户也可根据对所属PKG的信任程度选择是否使用公用OKG,而不需要PKG重新初始化。方案为减少用户的解密计算代价,可扩展支持云外包解密,解密算法中的大部分运算可以外包给云完成。除此之外,对比于其他现行方案,本方案在密钥生成算法中也可采取在线/离线技术。论文在随机预言机模型下,证明了本文的方案在弱l-BDHI假设下是IND-ID-CPA安全的。最后的效率分析表明本文的方案在计算复杂度和存储开销方面都具有优势。     

基于不可区分混淆的定时释放密码方案

定时释放加密是一种将消息发送到未来的加密体制,构造出一个安全可行的定时释放加密方案可以解决很多实际问题。针对不可区分混淆和定时释放密码方案进行了研究,提出一种方案,这种方案将发送者的加密以及接收者的解密过程封装成电路,并利用不可区分混淆器混淆此电路,可以有效地利用混淆器混淆电路的时间,简化了方案,并且极大地提高了方案的安全性;最后证明了方案的正确性及安全性。     

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。     

LUKS加密卷的离线解密技术分析

LUKS是Linux系统下的常用的磁盘加密技术之一,通用于Linux的各个版本,具有支持多用户/密码对同一个设备的访问、加密密钥不依赖密码、可以改变密码而无需重新加密数据、采用一种数据分割技术来保存加密密钥保证密钥的安全性等特点。针对目前取证软件无法直接对LUKS加密分区的快速取证的问题,文章首先研究了LUKS加密分区的加密原理,并在此基础上提出了LUKS的解密方法,能够摆脱对Linux系统的依赖,极大提高了取证效率。     

完全安全的身份基在线/离线加密

针对现有身份基在线/离线加密(IBOOE)机制仅满足较弱的选择安全模型,不允许攻击者适应性选择攻击目标的问题,将在线/离线密码技术引入到完全安全的身份基加密方案中,提出一种完全安全的身份基在线/离线加密方案。基于合数阶群上的3个静态假设,利用双系统加密技术证明该方案满足完全安全性。与知名的身份基在线/离线加密方案相比,所提方案不仅极大地提高了在线加密的效率,而且更能满足实际系统中对完全安全性的需求。     

抵抗自适应密钥恢复攻击的层级全同态加密

由于攻击者可以通过自适应攻击的方式获得私钥,因此目前一个重要的公开问题是如何保护层级全同态加密(fully homomorphic encryption, FHE)免受自适应攻击.在该问题的研究中,为实现抵抗自适应密钥恢复攻击的目标,近来,李增鹏等人(PROVSEC’16)在容错学习(learning with errors, LWE)假设下,提出了一个多私钥的全同态加密方案,该方案并不依赖于Loftus等人(SAC’11)利用的“有效密文”概念.然而尽管该方案能抵抗私钥信息的泄漏,但利用噪声信息仍然能够实现自适应的密钥恢复攻击.基于李增鹏等人(EPRINT’16)的工作,给出对李增鹏等人方案的一种新的自适应攻击方法,并提出了一种不同于EPRINT’16的对偶的多私钥全同态加密方案以抵抗该自适应攻击.其核心思想是采用对偶的加密方式,并在每次解密算法运行时,都生成一个“一次”私钥,因此即使攻击者能够从每个解密查询中得到该一次私钥的某些比特,但却无法获得噪声的某些比特,因此,攻击者仍不能计算出一个有效的私钥.     

具有短密文的多身份全同态加密构造框架

类似于多密钥全同态加密（Multi-key Fully Homomorphic Encryption,MFHE）,多身份全同态加密（Multi-id Identity-basedFully Homomorphic Encryption,MIBFHE）允许对不同用户的密文进行关于任意函数的同态计算,且后者因具有加密密钥易获取、密钥托管和密钥撤销易实现等特点,具有更深远的应用前景。
Canetti等人在PKC 2017上给出了一个框架,可将身份加密方案（Identity-based Encryption,IBE）和MFHE方案转换成MIBFHE方案。若用基于DLWE假设的IBE方案和Brakerski与Perlman的全动态^①MFHE方案（以下简称BP方案）,可得到全动态的MIBFHE方案,但密文规模较大,为O（n⁵log⁵q）,这里n,q是DLWE假设的参数,且紧致性相比于MFHE方案变弱。因密文规模是影响通信效率的主要因素,本文构造了一个密文规模较小和紧致性较强的MIBFHE方案框架,且仅用了MFHE这一个构件,然后用BP方案去实例化,得到了全动态的、选择性安全的MIBFHE方案,其密文规模为O（nlogq）.     

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.     

一种高安全和易共享的数据库加密方案*

提出一种新的数据库加密方案,该方案借鉴PGP加密算法的设计思想,在保证数据库中数据私密性的同时又为数据库提供了方便的数据共享.它综合了传统加密算法的快速高效和公钥加密算法进行密钥分发便捷的优点,为关键敏感数据提供了安全的存储环境,为密钥提供了高效的管理.该方案已在面向航天系统的国产数据库管理系统Oscar v5.1中取得成功应用.     

全同态加密研究动态及其应用概述

随着互联网的发展,尤其是云计算概念的诞生,人们在加密数据搜索与处理等方面的需求日益增加,使得全同态加密变得愈加重要.全同态加密的思想是20世纪70年代Rivest等人首次提出的,如何构造满足全同态性质的体制一直是困扰密码学家的难题,直到2009年Gentry基于理想格提出了第1个全同态加密体制使得该方面的研究取得突破性进展.随后许多密码学家在全同态加密方案的研究上作出了有意义的工作,促进了全同态加密向实用化的发展.对全同态加密的研究动态进行了概要的介绍,包括Gentry提出的第1个全同态加密方案及其优化;基于整数的全同态加密方案;基于LWE问题的全同态加密方案等.随后探讨了全同态加密的一般性应用框架,并以云计算、电子投票、数字水印3个应用为例,介绍了全同态加密的重要应用价值.     

智能合约辅助下满足前后向安全的动态可搜索加密方案

动态可搜索加密过程易受文件注入攻击和信息泄露导致的信息滥用攻击,同时现有基于公钥密码体制构造的动态可搜索加密方案往往涉及大量双线性对运算,不能满足实际应用的效率要求。通过引入智能合约,提出一种满足前后向安全的动态可搜索加密方案。以智能合约取代传统的搜索服务器进行关键字陷门匹配测试,解决传统搜索服务器必须满足诚实且好奇的设定问题,在此过程中避免大量使用双线性对运算,而是只执行一些简单的哈希操作,从而提升密文数据搜索阶段的计算效率。该方案满足前向安全性和后向安全性,即旧的搜索陷门不能用于搜索更新后的文件,且后续搜索不会泄露已删除文件所对应的索引信息。分析结果表明,与现有公钥密码体制下的动态可搜索加密方案相比,该方案在安全性和计算效率方面更具优势,适用于大数据通信环境。     

数据库中基于密文角色的密钥管理方案

设计一种高效安全的管理方案来解决数据库中加密密钥的分配与管理问题.通过对多种密钥管理机制的分析,结合数据库角色管理设计了一种基于密文角色的密钥管理方案.分析了基于密文角色的密钥管理方案的安全性,并在数据库中对其进行了应用实现.基于密文角色的密钥管理方案极大方便了密文访问权限的管理,极大提高了密钥管理的效率.