高效的TPKC→IDPKC的异构签密方案

机密性和不可伪造性是安全通信的两个主要目标。为了解决异构密码系统之间安全通信问题,提出了一个高效从基于传统公钥密码体制到基于身份的公钥密码体制异构签密方案（TPKC→IDPKC）。该方法运行签密算法时,不需要对运算;运行解签密算法时,只需要两个对运算,与已有同类方案相比较,效率有了较大的提高;同时在随机预言模型下,基于CDH（Computable Diffie-Hellman）问题,证明该方案满足IND-SC-CCA2 安全性和EUF-SC-CMA安全性。     

可证安全的无证书混合签密

混合签密能够处理任意长度的消息,而公钥签密则不能.文中将混合签密技术扩展到无证书环境,构建了一个可证明安全的无证书混合签密方案.随机预言模型下,作者证明,所提方案在双线性Diffie-Hellman问题和计算性Diffie-Hellman问题的难解性下,满足自适应选择密文攻击下的不可区分性和自适应选择消息攻击下的不可伪造性.文中方案计算复杂度低,适合于实际应用.     

基于身份的高效签密密钥封装方案

KEM-DEM 结构的混合密码体制是获得IND-CCA安全最实际有效的方法,传统的KEM由公钥加密方案实现,仅提供DEM使用的会话密钥的保密性安全.2005年Alexander等人将签密的概念与KEM-DEM结构的混合密码体制相结合,提出了Signcryption KEM-DEM结构的混合签密.其中Signcryption KEM是利用发送者私钥和接收者公钥共同生成会话密钥及其密钥封装.该方法可以使密钥封装同时具有保密安全性和不可伪造安全性.在基于身份密码体制上扩展了签密密钥封装的定义,结合Sakai-Kasahara私钥提取结构以及椭圆曲线上相关的困难问题给出了一个基于身份的签密密钥封装的实例方案,并在随机预言机模型下对该实例方案的安全性进行了证明.该方案具有ID-IND-CCA保密性安全和ID-UF-CMA不可伪造性安全.提出的实例方案在会话密钥封装阶段不需要进行对计算以及映射到点的Hash函数计算.通过有效的对优化计算和点压缩技术,本实例方案在具有高安全性的同时也具有执行性能上的优势.     

无证书的可公开验证聚合签密方案

聚合签密的研究多以基于身份密码体制下提供机密性与认证性,提高验证的效率为目标,存在对证书管理以及密钥托管问题,因此需要设计新的聚合签密算法,在解决证书管理以及密钥托管问题的同时兼顾机密性与高效性。分析了当前主流的聚合签密算法及其发展,利用Zhang等(ZHANG L, ZHANG F T. A new certificateless aggregate signature scheme. Computer Communications, 2009,32(6)：1079-1085)方案,并考虑上述需求,提出了一种新的无证书的聚合签密方案。方案基于双线性Diffie-Hellman(BDH)和计算性Diffie-Hellman(CDH)问题,证明了方案的机密性和不可伪造性。实验结果表明,所提方案在聚合解签密运算量上与其他方案持平或降低;同时,新的方案还满足了可公开验证性,消除了公钥证书的使用,并且解决了基于身份密码体制中的密钥托管问题。     

云环境下基于签密的异构跨域身份认证方案

针对现有交互频繁的密码体制之间不能实现不同密码体制安全高效的跨域认证（公共密钥基础设施（PKI）↔无证书公钥密码体制（CLC））的问题,提出了一种云环境下基于签密的异构跨域身份认证的方法。该方法重新构建了异构系统跨域身份认证模型,设计了用户（U）与云服务提供商（CSP）两个不同的密码体制PKI↔CLC,去除所属域管理中心的跨域认证计算,引入了第三方云间认证中心（CA）来完成U和CSP的交互信息认证,采用签密算法对不同安全域内的U签密,完成了异构系统的双向实体跨域身份认证并降低了U的计算开销。实验结果表明,与匿名认证、代理重签名方法相比,所提跨域认证的效率分别提高了53.5%和23.2%。该方法实现了不同密码体制U身份的合法性、真实性、安全性,具有抵抗重放攻击、替换攻击和中间人攻击的功能。     

基于NTRU格的异构签密

异构签密是为了解决不同的密码体制之间的安全通信。然而目前构造的异构签密方案的安全性都是基于传统数论困难问题。由于近些年来量子计算机技术的大力发展,使得传统密码体制的安全性受到巨大威胁。为了抵抗量子计算攻击,基于NTRU格设计是从传统PKI公钥密码体制到身份公钥密码体制(TPKI-to-IDPKC)的异构签密方案,而且在随机预言机模式下证明了方案的安全性。该方案与现有的格上异构签密方案相比密钥更小,效率更高。     

V2V车联网中隐私保护性异构聚合签密方案

随着5G/6G移动通信技术的发展,车联网对于车辆对基础设施、车辆对车辆之间快速交换信息的要求明显提高。然而,在5G/6G网络切片技术中,不同的网络切片采用不同的密码体制,从而会形成异构网络通信。异构车联网可以实现车辆信息的即时共享,但开放的无线通信通道使车辆隐私信息易被泄露,这需要保证共享数据的机密性和完整性。提出一种隐私保护性异构聚合签密方案。该方案使用异构签密技术,在公钥基础设施和基于身份的密码系统（IBC）网络切片环境中可实现不同密码系统注册车辆之间的异构安全通信,同时采用聚合技术,在IBC环境中的车辆将接收到的密文消息进行聚合并对其解密。为确保解密后的密文消息完整,接收车辆对消息进行批量验证,以减少解签密过程所需的时间及传输量。在随机预言模型下,该方案对适应性选择密文攻击具有不可区分性,对适应性选择消息攻击具有存在性与不可伪造性。实验结果表明,相比基于边缘计算的无证书聚合签密方案与车联网高效签密方案,该方案在发送车辆对消息进行签密的阶段中所用时间减少了18.91%~63.12%,在接收车辆对密文进行解签密的阶段中所用时间减少了5.91%~33.66%,具有较高的计算效率。     

可证安全的CLPKC-to-IDPKC在线/离线异构签密方案

在线/离线签密不仅可以提高移动设备的计算效率,而且还可以保证数据的机密性和不可伪造性。异构密码环境下,需要考虑不同公钥密码环境之间的在线/离线签密问题。定义了从无证书密码体制到身份密码体制的在线/离线异构签密安全模型,并提出了具体的CLPKC-to-IDPKC在线/离线异构签密方案。方案执行签密运算时,不需要双线性对运算;执行解签密时,只需要2个双线性对运算。与已有在线/离线异构签密方案相比,在效率相当的情况下不存在证书管理问题,适合于计算能力受限的移动设备。通过安全性证明本文方案满足机密性和不可伪造性。最后的实验仿真分析了所提方案在线/离线签密和解签密的效率,该方案采用了独立系统参数,更适用于实际应用环境。     

不含双线性对的无证书签密方案

随机预言机模型下基于身份的签密方案不满足不可伪造性和可公开验证性。为此,提出一种不含双线性对的改进无证书签密方案,可解决基于身份密码体制中的密钥托管问题和传统公钥密码体制中的证书管理问题。分析结果表明,改进方案满足不可伪造性、可公开验证性、健壮性和不可否认性,适用于带宽要求较低的无线网络环境。     

无随机预言机的基于身份多签密方案

签密是一种能够同时提供加密和签名功能的密码体制,是可以在公开信道上同时保证信息私密性和发送者身份可认证性的重要技术手段.为适应多参与者环境下通信安全的需求,提出了基于身份多签密方案的形式化安全模型,并基于判定双线性Diffie-Hellman假设和计算Diffie-Hellman假设构造了一个无随机预言机的具体方案.新方案在标准模型下是可证安全的,满足自适应选择密文攻击下的密文不可区分性和选择消息攻击下的签名不可伪造性.     

使用ECC的身份混合签密方案

身份混合签密能够高效封装对称密钥和安全传输数据.针对现有身份混合签密方案计算复杂度高的问题,集成身份混合签密和椭圆曲线密码学(ECC)中的双线性映射,构造了一种使用ECC的身份混合签密方案.证明了所构造的方案在随机预言模型下满足co-BDH假设下的保密性和co-CDH假设下的不可伪造性.由于该方案通信成本低且计算效率高,因而能够更好地满足密码学应用需求.     

Certificateless signcryption scheme in the standard model

Certificateless public key signcryption scheme is an important cryptographic primitive in cryptography. Barbosa and Farshim proposed a certificateless signcryption scheme. However, their construction is proven to be secure in the random oracle model but not the standard model, and the scheme is also vunlerable to the malicious-but-passive key generation center (KGC) attacks. To overcome these disadvantages, we introduce a formal security model for certificateless signcryption schemes secure against the malicious-but-passive KGC attacks and propose a novel certificateless signcryption scheme. The proposed certificateless signcryption scheme is proven to be IND-CCA2 secure under the decisional Bilinear Diffie-Hellman intractability assumption without using the random oracles. The proposed scheme is also proven to be existentially unforgeable under the computational Diffie-Hellman intractability assumptions. Furthermore, performance analysis shows that the proposed scheme is efficient and practical.     

一种可证安全无对运算的签密方案分析与改进

近期,Chen等人提出了无对运算的无证书签密方案,通过加解密双方私钥和公钥相结合生成密文加密密钥,并在随机预言机模型下证明了该方案满足适应性选择密文攻击下不可区分性和适应性选择消息攻击下不可伪造性。对Chen方案进行安全分析,发现其方案在选择明文攻击下存在密钥泄露和不能抵抗恶意KGC的不可伪造性攻击问题。由此,基于椭圆曲线群上计算性Diffie-Hellman问题和离散对数问题提出了新的无证书签密方案。新方案避免了原方案的密钥泄露等安全问题。在保证安全性的前提下,新方案运行效率未降低。     

基于DLP的自认证盲签密方案

盲签密指盲签密者对其所签署的信息是不可见的,而且签密消息不可跟踪。有机集成自认证公钥密码系统和盲签密思想,提出了一个新的基于离散对数问题（DLP）的自认证盲签密方案。所提方案具有盲签密的各种安全特性;权威机构不知道用户私钥;不需要对用户的公钥进行单独认证;具有计算效率高、通信成本低、安全性强和算法简单等优点,适合于在电子商务和电子政务中应用。     

基于身份的无可信中心的环签密方案

环签密不仅实现了消息的保密性和认证性,而且实现了签密者的完全匿名性。给出了基于身份的无可信中心的环签密的方案模型和安全定义,提出和证明了一种有效的基于身份的无可信中心的环签密方案,与已有的方案比较,不需要可信的PKG,解决了基于身份密码体制中的密钥托管问题,提高了效率。该方案满足匿名性、保密性、不可伪造性、身份验证、可追踪性。     

标准模型下可证安全的有效无证书签密方案

目前大多数无证书签密方案都是在随机预言模型下提出的,针对随机预言模型下的方案往往无法在实际应用中构造相应实例这一问题,采用标准模型的方法来进行构造。在对几个已有标准模型下相应方案分析的基础上,指出它们都是不安全的。以Au等所提出的方案(AU M H, LIU J K, YUEN T H, 〖WTBX〗et al〖WTBZ〗. Practical hierarchical identity based encryption and signature schemes without random oracles. http://eprint.iacr.org/2006/368.pdf)为基础,利用椭圆曲线上的双线性对性质,提出了一个新的标准模型下可证安全的无证书签密方案。最后,利用决策双线性Diffie-Hellman(DBDH)等困难问题,证明该方案满足适应性选择密文攻击下的不可区分性以及适应性选择消息和身份攻击下的存在不可伪造性,因而方案是安全可靠的。     

可公开验证的高效无证书聚合签密方案

签密技术是构建网络信任体系的基础，能够保证数据的机密性、完整性和可验证性，但是当大量用户同时进行签密时，验证耗时较长。聚合签密技术将大量用户的签名进行聚合，并提供批量验证以提高验证效率。针对现有基于双线性映射的聚合签密方案存在聚合验证效率低、不满足可公开验证性的问题，基于计算双线性Diffie-Hellman和计算性Diffie-Hellman困难问题假设，提出可公开验证的无证书聚合签密方案。采用双线性映射运算将发送方与接收方的身份信息分别添加到签名和密文中，以隐藏用户身份信息。在随机预言模型下验证该方案的机密性和不可伪造性，并且在对数据的真实性产生质疑时，通过任何可信第三方对验证等式进行计算，无需用户私有信息，具有可公开验证性。分析结果表明，该方案具有较少的运算开销，在聚合验证阶段，仅使用2次固定的双线性映射运算，能够有效提高运算效率。     

一个多授权中心的属性基签密方案

属性基签密体制能同时保证消息的保密性和存在性不可伪造,并能实现一对多的密文数据共享和细粒度访问控制。现有的属性基签密方案均是在单一授权机构下实现,容易产生单点失效和负担过重等问题。本文通过将用户的多个属性交由不同的授权中心分别管理,从而构造出一个适用于个人健康管理系统（PHR）的多授权中心属性基签密方案,并通过性能分析和仿真实验说明本文所提方案具有较短的用户密钥长度和较小的解签密时间开销。方案的安全性在标准模型下被规约到双线性Diffle-Hellman假设和计算Diffle-Hellman假设。