带有接入控制的不经意传输协议

利用椭圆曲线密码算法构造了一个带有接入控制的不经意传输协议,除了具有一般不经意传输协议的特征外,还要求只有经过授权的接收者才能解密他想要得到的消息,而且发送者不能确定该接收者是否被授权,即不能确定接收者的真实身份,保证了接收者的隐私。随后,基于椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）难解性的假设证明了该方案的安全性。比较现有的基于有限域上离散对数问题的不经意传输协议,该方案具有数据量更小,速度更快,适用性更广等特点,具有一定的参考价值。     

不经意传输协议研究综述

在互联网快速发展、大数据的挖掘与应用已渗透到各行各业的今天, 如何安全且高效地共享、使用海量数据成为新的热点研究问题. 安全多方计算是解决该问题的关键技术之一, 它允许一组参与方在不泄露隐私输入的前提下进行交互, 共同计算一个函数并得到输出结果. 不经意传输协议, 也叫茫然传输协议, 是一种保护隐私的两方通信协议, 消息发送者持有两条待发送的消息, 接收者选择一条进行接收, 事后发送者对接收者获取哪一条消息毫不知情, 接收者对于未选择的消息也无法获取任何信息. 不经意传输协议是安全多方计算技术的关键模块之一, 其效率优化可有效推动安全多方计算技术的应用落地, 对于特殊的两方安全计算协议如隐私集合交集计算尤为重要. 总结了不经意传输协议的分类及几种常见的变体, 分别阐述了基于公钥密码的不经意传输协议的构造和研究进展, 以及不经意传输扩展协议的构造和研究进展, 由此引出不经意传输扩展协议的效率优化研究的重要性. 同时, 在半诚实敌手和恶意敌手这两种敌手模型下, 分别对不经意传输协议和不经意传输扩展协议的效率优化研究进展进行了全面梳理. 另一方面, 从应用角度对不经意传输协议和不经意传输扩展协议在工程实现中常用的优化技术进行了系统化分析. 最后, 总结了不经意传输协议和不经意传输扩展协议研究目前所面临的主要问题及未来发展趋势.     

N取1的可验证分布式不经意传输方案

在分布式不经意传输协议中,为便于安全性分析,通常假定所有的代理服务器都是半可信的,但如果存在某些恶意的代理服务器,将会导致接收者重构出错误的消息。针对这些恶意的代理服务器,提出了N取1的可验证分布式不经意传输方案。该方案除了具备一般形式的分布式不经意传输的特性外,还具有:接收者R可以与所有代理服务器进行交互,避免了其他方案中对门限值k的限制;接收者R能够验证所有消息的正确性,以便能够防止恶意的代理服务器通过篡改某个消息的秘密份额并监听这种篡改行为是否被发现等手段,而造成对其隐私的危害。     

基于辫子群的不经意传输协议

分析指出现有辫子群上的不经意传输协议通过辫元的指数形式隐藏接收者的选择信息进而保证其隐私性,辫元指数形式的存在导致该协议计算效率较低。基于辫子群上同时共轭搜索问题和分解问题的难解性,提出了一个N取M不经意传输协议,当M=1时对应协议比现有协议的计算效率更高。     

基于EIGamal签名的隐私保护网上交易方案

针对网上交易时的用户个人隐私安全问题,依据不经意传输理论,基于ElGamal签名的不经意签名电子信封(OSBE)模型,提出了一个可保护用户隐私的网上交易数字商品方案.首先用户匿名付费给银行,然后银行将用户订购商品的数字签名发送给用户,接着用户使用数字签名与商家进行不经意信息交互,最后用户得到且只能得到自己订购的数字商品,商家并不知道用户订购何种数字商品.正确性证明和安全性分析结果表明,可以有效地保护用户在网上交易过程中的个人隐私,同时防止商家恶意欺诈行为.该方案签名相对较短,计算量较小,密钥动态变化,安全性更强.     

基于不经意传输的合同签订协议

在网络环境中解决合同签订问题需要保证信息交换的同时性，以前提出的协议都会给第2个发送者部分计算特权，利用不经意传输协议则可以解决这个问题．在协议执行过程中，参与者将合同的签名位以及他对签名位的承诺不经意传输给对方，对方可以利用验证子协议证明该位的有效性，但是他却不能通过位交换次数的增加获取更多的完整签名的信息；在完成签名位的交换之后，参与者分别宣布承诺，并得到对方对合同的完整签名；在宣布承诺时，协议参与者已经获得全部的签名内容，要么是签名位，要么是对方对该位的承诺，因此参与者并不需要担心对方提前终止协议．在文章的最后利用多方安全计算的结论证明了该协议满足终止公平性．     

基于双线性对的高效不经意传输协议

不经意传输协议是密码学的基础工具,利用双线对设计不经意传输协议不仅可以扩展双线性对的应用范围,而且可以增加不经意传输的设计方法.因此,采用双线性对设计k-out-of-n的不经意传输协议.该协议能够保护接收者和发送者的隐私,同时抵抗冒名攻击、重放攻击以及中间人攻击,可用于不安全信道,协议在完成一次信息传输中仅需要发送方和接收方参与,不受其他方的干预,执行效率较高.     

一个公平的群盲签名方案

根据Micali公平的密码体制的思想,基于CS97的第一个群签名方案,利用不经意传输协议提出了一个公平的群盲签名方案。它除了满足群盲签名的要求以外,还有一个附加的性质,即在一个可信实体的帮助下,签名者能够将消息签名对与相应的签名协议联系起来。这样就可阻止不法分子利用群盲签名从事犯罪活动。     

基于Schnorr签名的隐私保护网上订购方案

在电子商务中需要对用户隐私进行保护, 根据安全多方计算中的不经意传输协议, 运用基于Schnorr签名的不经意电子信封方案提出了一个网上订购数字产品的方案。用户匿名付费给银行后得到银行对欲订购商品的数字签名, 用户通过电子签名和商家进行不经意交互, 用户只能得到自己订购的商品。算例表明, 该方案能够有效地保护用户的隐私信息不被泄露, 同时防止商家的恶意欺诈。     

椭圆曲线上高效可完全模拟的不经意传输协议

不经意传输协议是安全多方计算的一个关键技术,是当前网络与信息安全研究的热点。基于双线性对及椭圆曲线上的困难问题,分别设计了半诚实模型下和标准恶意模型下的安全高效N选1不经意传输协议。,在半诚实模型下设计了一个椭圆曲线上的不经意传输协议,该协议只需2轮交互,接收方需要2次双线性对运算和1次椭圆曲线倍点运算,发送方需要n次椭圆曲线倍点运算和n次模幂运算,协议的安全可规约到椭圆曲线上的离散对数问题;构建了基于椭圆曲线上双线性对的零知识证明方案,并设计了一个恶意模型下的不经意传输协议,该协议只需3轮交互,接收者需要3次双线性对运算和3次椭圆曲线倍点运算,发送者需要n+1次椭圆曲线倍点运算和n+1次模幂运算,协议能在标准恶意模型下抵抗参与者的恶意攻击行为。实验结果得到在半诚实模型下协议平均运行时间需要0.787 9 s,在标准恶意模型下协议平均运行时间需要1.205 6 s,进一步论证协议的速度。     

New constructions of OSBE schemes and their applications in oblivious access control

Oblivious signature-based envelope (OSBE) schemes have demonstrated their potential applications in the protection of users privacy and rights. In an OSBE protocol, an encrypted message can only be decrypted by the receiver who holds a valid signature on a public message, while the sender (encrypter) does not know whether the receiver has the signature or not. Our major contributions in this work lie in the following aspects. We improve the notion of OSBE so that a valid credential holder cannot share his/her credential with other users (i.e., all-or-nothing non-transferability). We clarify the relationship between one-round OSBE and identity-based encryption (IBE) and show that one-round OSBE and semantically secure IBE against the adaptively chosen identity attack (IND-ID-CPA) are equivalent, if the signature in the OSBE scheme is existentially unforgeable against adaptively chosen message attacks. We propose an oblivious access control scheme to protect user privacy without the aid of any zero-knowledge proof. Finally, we also highlight some other novel applications of OSBE, such as attributed-based encryption.     

椭圆曲线上具有信息恢复的签名方案的研究

基于椭圆曲线的数字签名系统设计是目前数字签名系统设计的热点之一。论文在椭圆曲线上设计出自我鉴定公钥来建立一个新的数字签名方案,该方案利用用户标识和公钥就可以在通过签名恢复信息的同时又具备认证功能。并在此基础上提出两个扩展方案:一个满足了认证加密、恢复明文的功能;另一个则是第二个方案在处理大信息时的推广。     

Oblivious signature-based envelope

We propose a new cryptographic primitive called oblivious signature-based envelope (OSBE). Informally, an OSBE scheme enables a sender to send an envelope (encrypted message) to a receiver, and has the following two properties: (1) The receiver can open the envelope if and only if it has a third partys (e.g., a certification authoritys) signature on an agreed-upon message. (2) The sender does not learn whether the receiver has the signature or not. We show that OSBE can be used to break policy cycles in automated trust negotiation (ATN) and to achieve oblivious access control.We develop a provably secure and efficient OSBE protocol for certificates signed using RSA signatures, as well as provably secure and efficient one-round OSBE protocols for Rabin and BLS signatures from recent constructions for identity-based encryption. We also present constructions for Generalized OSBE, where signatures on multiple messages (and possibly by different authorities) are required to open the envelope.Received: 30 July 2003, Accepted: 6 August 2004, Published online: 29 November 2004Ninghui Li: Most of this work was performed while the first author was a Research Associate at the Department of Computer Science, Stanford University in Stanford, CA 94305.Invited submission to the journal Distributed Computing, special issue of selected papers of PODC 2003. Preliminary version appeared in Proceedings of PODC2003 under the same title.     

消息保密的代理签名方案的安全性分析与改进

通过对一种消息保密的代理签名方案进行安全性分析,发现原始签名人和盲签名的接收者可以在互不泄漏对方秘密的情况下合谋篡改待签名的消息并伪造代理签名,并且代理人可以滥用代理权。为此,通过将代理签名密钥转换为Schnorr签名,并利用授权证书给出了改进方案,可防止代理人滥用代理权和抵制原始签名人和盲签名的接收者合谋攻击,克服了这种方案的缺点,同时具备这种方案的其它安全性要求。     

基于身份的门限代理签名方案

利用双线性对构造一个基于身份的门限代理签名方案,生成的签名长度短,签名者可以将签名和自己的公钥同时发送给接收方,接收方通过验证对方公钥确实由私钥生成中心颁发,从而避免向第三方请求签名者公钥,提高方案效率。分析结果表明,该方案安全可靠,具有匿名性。     

两个具有语义安全的可转换认证加密方案

提出了两个具有语义安全的可转换认证加密方案,方案具有以下性质:能够提供消息的语义安全——任何攻击者,即使获得了一个认证加密签名,也无法确定他所猜测的消息是否为真正的消息;收到签名后,接收者只用自己的私钥和签名者的公钥来恢复、验证消息;如果签名者后来否定签名,接收者可以通过恢复的消息和其它一些相关参数向任何第三方证明签名者的欺骗。     

新的带共享解密的多重代理签密方案

针对很多代理签名方案不能实现保密性的问题,基于椭圆曲线密码体制提出了一种新的带共享解密的多重代理签密方案。新方案具有如下优点：（1）同时实现了认证性和保密性。（2）代理签密者和接收者利用基于椭圆曲线双重离散对数证明协议自己计算代理群私钥和接收群私钥,而不需要CA为其分发。（3）代理签密和共享解密的实现分别是一个（t,n）门限和（l,m）门限秘密分享方案。（4）整个通信不需要安全信道,从而降低了通信的代价。