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。     

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。     

NTRU中多项式的逆问题

在NTRU公钥密码体制中,一个多项式是否有逆多项式是一个很重要的问题.本文介绍了NTRU公钥密码体制,给出了NTRU中多项式是否有逆的判定定理,并对所提出的定理进行了相应的证明.最后我们用例子来说明怎样运用该判定定理,给出了求解多项式逆的算法.     

一种对IPKC的ESA攻击及对策

首先介绍了PPKC和IPKC的概念,然后对比了几种典型攻击方法对PPKC和IPKC安全性的不同影响。利用IPKC的特殊性,提出了一种专门针对IPKC的攻击方法——错误探测攻击方法(Errors Sniffing Attacks, ESA);新型公钥密码方案NTRU是一种IPKC,因此必须研究其抵抗ESA攻击的能力;设计了一种利用NTRU解密错误发起的ESA攻击算法,该算法可以推测出私钥f部分甚至全部的信息。最后提出了增强NTRU抵抗ESA攻击的具体措施。     

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。     

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。     

基于格理论公钥密码体制的分析与研究

AD 公钥密码体制,NTRU 公钥密码体制和 Regev 公钥密码体制是基于格理论公钥密码体制中最具代表性的三种 公钥密码体制。文章分别从困难问题,安全性和计算复杂性三个角度对三种公钥密码体制进行分析与研究,指出三种公 钥密码体制的联系与区别,并将基于格的公钥密码体制与其他公钥密码体制进行比较,指出了基于格理论公钥密码体制 的显著优点。     

NTRU公钥密码算法的优化与实现

公开密钥密码体制是现代密码学的最重要的发明和进展。NTRU公钥密码系统是第一种不建立在大整数分解或离散对数上,且商业上可行的公钥密码系统。NTRU与通用的公钥加密算法相比最大的特点就是快,它的快速和实现的灵活性使它的应用前景很是看好。尽管NTRU算法已是高速的公钥加密体制,但在实现上仍可进行进一步优化。该文采用了两种方法进行优化,一种是f=1 p f1的优化,另一种是低海明权重乘积的优化,通过仿真实现可以看到,优化后的NTRU算法速度得到大幅度提高。     

基于NTRU的数字签名方案分析

基于NTRU公钥密码体制的数字签名方案的安全性依赖于NTRU格上寻找最近或最近向量的困难性。针对该问题,改进NTRU签名方案的验证签名过程,并给出一种伪造签名的攻击方法。该攻击方法在选取原参数的情况下,能以极大概率对任意消息进行有效签名,从而证明NTRU签名方案是不安全的。     

公钥密码体制的现状与发展

文中对公钥密码体制的现状与发展进行了介绍，其中着重讨论了几个比较重要的公钥密码体制M-H背包算法、RSA、ECC、量子密码、NTRU密码体制和基于辫群上的密码体制。     

公钥密码体制的现状与发展

文中对公钥密码体制的现状与发展进行了介绍,其中着重讨论了几个比较重要的公钥密码体制M-H背包算法、RSA、ECC、量子密码、NTRU密码体制和基于辫群上的密码体制。     

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。     

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     

基于自组装DNA计算的NTRU密码系统破译方案(英文)

自组装DNA计算在解决NP问题,尤其在破译密码系统方面,具有传统计算机无法比拟的优势．文中提出了一种用自组装DNA计算破译NTRU公钥密码系统的方法．针对NTRU密码系统的特点,采用DNA瓦片编码信息,借助于瓦片间的粘性末端进行自组装,给出了求解多项式卷积运算的实现方案．在此基础上,通过引入非确定性的指派瓦片,提出了一种破译NTRU系统的非确定性算法．通过创建数以亿计的参与计算的DNA瓦片,该算法可以并行地测试每个可能的密钥,以高概率地输出正确密钥．该方法最大的优点是充分利用了DNA瓦片具有的海量存储能力、生化反应的巨大并行性以及组装的自发有序性．理论分析表明,该方法具有一定的可行性．     

基于NTRU密码体制的RFID安全协议

为解决射频识别(RFID)技术在用户隐私方面存在的安全隐患,提出一种基于NTRU密码体制的新型RFID双向安全认证协议,从大维数格中寻找最短向量。与使用对称密码和RSA公钥密码的协议相比,安全性能更高、计算复杂度更小、实现效率更高。该协议利用基于嵌入Hash函数的NTRU公钥加密方案,通过对比原Hash值与解密后的Hash值是否相等,实现RFID标签与阅读器之间的安全数据交换。研究结果表明,该协议不仅能有效地保护内容隐私和位置隐私,而且还能防范重放攻击,满足RFID系统的安全性要求。     

NTRU的有效实现方案研究

NTRU是Jeffrey Hoffstein等在1996年提出的一种新的公钥密码体制,其安全性基于大维数格中寻找最短向量的数学难题.NTRU公开密钥体制算法主要对象是对N-1次多项式进行加、减、乘、模运算,所以该加密解密的速度比RSA等著名算法快得多,和椭圆曲线密码体制一起,成为新一代最优秀的公钥密码体制.对NTRU的设计原理以独特的思维方法进行了分析,并对主要算法进行了优化设计和实现分析.特别地,给出了算法的优化分析及完整实现方案,大大提高了系统的性能.     

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。     

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。     

密码算法研究

密码算法是信息安全的重要保证。介绍了密码体制的数学定义,并比较了对称密码算法和非对称密码算法,比较了DES、AES对称密码算法,两者中AES具有比DES更好的安全性、效率、灵活性;分析比较了RSA、ECC、NTRU等非对称密码算法,要实现相同的安全水平NTRU所需要密钥长度最短。     

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。