基于NTRU的加密及签名算法研究

NTRU密码系统作为格密码重要分支，由于其具有结构简洁、计算速度较快、尺寸较小等优点，在后量子密码算法研究中受到广泛关注。美国国家标准与技术研究院（NIST）于2017年11月开始征集后量子密码算法，三个NTRU加密算法（NTRUEncrypt，NTRU Prime，NTRU HRSS）和两个NTRU签名算法（pqNTRUSign，Falcon）进入了第一轮评估。这五个算法在基于NTRU的加密及签名算法中具有代表性，因此本文将从设计思路、参数选择、性能对比、安全性评估方面对其进行介绍。     

基于动态模型的NTRU算法*

提出一种新的方法来改进NTRU算法执行速度。分析NTRU算法中多项式系数可能存在重复出现“11”“101”等模型的分布特征,然后用贪心算法找出在多项式卷积计算时可以重复使用最多次数的模型,过滤多项式系数对模型的干扰,从而实现在多项式中发现模型数最大化。重复使用模型相应的卷积值,可以提高NTRU算法的密钥产生、加密和解密的速度。     

NTRU算法的分析

介绍了一种新的公开密钥体制NTRU算法,NTRU算法的安全性是基于数论中在一个非常大的维效格中寻找一个很短向量的数学难 题。NTRU算法与RSA等算法相比具有更高的运算速度,更快的密钥生成速度和更少的存储空间,尽管在安全性方面与RSA相比有一些缺陷, 但也有弥补的方法,因此NTRU算法将会有更广阔的应用前景。     

NTRU公开密钥体制安全性分析

NTRU算法的安全性取决于从一个非常大的维数格中寻找很短向量的困难性。用NTRU产生的密钥方法比较容易,加密、解密的速度比RSA等算法快得多。从安全性和有效性方面分析,NTRU密码体制有着广阔的应用前景。文章介绍了NTRU标准格和目前用来攻击基于格问题的公开密钥体制倒退攻击(reactionattack)法,讨论了预防、跟踪NTRU算法遭受攻击的措施。NTRU是一种新的、快速安全的公开密钥体制,将会在公开密钥体制中占有重要的地位。     

一种优化的NTRU算法

NTRU算法是至今为止最快的公钥密码体制,它的安全性是基于在非常大的维数格中寻找最短向量的困难性。为了增强NTRU算法的速度和效率,本文介绍了NTRU的优化算法及与原始算法的比较。     

NTRU公开密钥体制算法分析与实现

介绍了一种新的公开密钥体制NTRU。NTRU逄法的安全性取决于一从一个非常大的维数格中寻找很短向量的困难性，NTRU公开密钥体制算法主要计算对象是对多项式进行加、减、乘、模等运算。用NTRU产生的密钥方法比较容易，加密、解密的速度比RSA等著名算法快得多。从安全笥和有效性方面分析，NTRU密码体制有着广阔的应用前景。     

一个基于NTRU设计思想的新型密码算法

NTRU是一个快速公钥密码系统,但当其用于数字签名和数据块加密时需要在参数上进行诸多考虑和慎重处理,而且难于分析。本文借助NTRU设计时所用的明文分离处理思想设计了一个只使用到大数模乘法的新型密码算法,密钥长度很短,密文扩展也不太大,具有更快的加解密速度。     

NTRU公钥密码算法基于Java Card的实现

JavaCard的安全性和可移植性为安全电子商务的开展提供了有效的保障。文章描述了NTRU公钥密码算法在JavaCard上面的实现,提供了一套用于开发JavaCard应用程序的接口,并测试了NTRU公钥密码算法在JavaCard上面的性能。在JavaCard上的测试结果表明,最高安全级别的NTRU同1024位RSA算法相比,NTRU算法在加密时速度和RSA相同,在解密的时候比RSA快6倍多,在密钥生成的时候比RSA快16倍多。     

一种优化NTRU公钥密码体制

主要阐述了一个优化的NTRU公钥密码体制。通过对参数的选取及多项式的优化改进,这个优化的NTRU公钥密码体制与原体制及其他公钥密码体制相比较具有如下优点:算法更加简洁,密钥的生成简单。优化后的算法保留了原有的优点,同时加、解密速度提高了,其抗攻击能力也有明显的提高。此方案将有很好的研究价值与应用前景。     

NTRU公钥密码体制的等价密钥

NTRU公钥密码体制存在多个私钥对应同一个公钥的问题。首先分析了NTRU成功解密的条件,提出NTRU等价密钥的概念。然后给出了NTRU截尾多项式环上多项式可逆的充分必要条件和NTRU|.|∞半范数的相关性质,提出4种等价密钥的构造方法。最后分析了NTRU等价密钥对NTRU安全性的影响。分析表明,NTRU参数选择不当会导致一些特殊形式的等价密钥存在,严重威胁安全性。     

基于NTRU公钥密码体制的无线局域网安全方案

从身份认证、数据机密性和密钥管理等方面分析了无线局域网IEEE 802.11协议的安全机制,证明该协议存在着严重的安全漏洞,容易受到多种密码攻击。针对以上问题提出了一种新的基于NTRU公钥密码体制的无线局域网安全解决方案,该方案采用基于NTRU的公钥证书机制进行密钥管理、双向身份认证和会话密钥协商,采用AES分组加密算法进行通信数据加密。由于NTRU的高效性及公钥证书机制在密钥管理方面的灵活方便性,使得该方案能在传输带宽、终端处理器和存储器资源都十分有限的无线局域网中提供与有线网络等同的安全级别,而且高效     

NTRU公钥密码算法基于J2ME的实现

NTRU公钥密码算法所具有的密钥生成简单、加解密速度快和对资源要求低等优点使得它非常适合用于保护移动通信中的信息安全。首先描述了NTRU公钥密码算法在J2ME上的实现,然后测试了该算法在J2ME上实现的性能。     

基于NTRU的3G移动通信认证和密钥分配方案

指出3GPP提出的3G认证和密钥分配方案存在的安全漏洞。针对存在安全问题提出一个基于NTRU公钥密码体制的3G认证和密钥分配方案,该方案中将原认证和分配方案进行明文传输的身份信息与各安全参数用NTRU公钥加密算法进行加密保护,防止了恶意攻击者对身份信息以及安全参数的伪造与篡改,提高了认证和密钥分配方案的安全性和可靠性。同时该方案保持了原认证方案的结构模式,易于从原方案进行扩展实现。由于NTRU公钥密码方案在计算开销和带宽开销上的优势,使得该方案能在计算资源与存储资源都相对有限的移动通信网络环境下实现。     

Speedy public key cryptography system

US company NTRU Cryptosystems Inc. has announced the availability of the Tumbler software toolkit implementing NTRU. NTRU delivers encryption, decryption, authentication and digital signature features at speeds over 100 times faster than alternative systems. Jim Kotanchik, NTRU Vice President of Engineering states: “Prior to NTRU, users had to accept slow operation or make security compromises. NTRU allows the highest security levels at speeds two orders of magnitude faster than competitive systems, eliminating the need to compromise either speed or security.” The product is suitable for applications where high performance, high security and low power consumption are required, such as wireless data communications, Internet music and video distribution, micropayments, E-commerce and embedded devices.