基于证书的抗泄露的安全加密方案

近期实践表明密码系统容易受到各种攻击而泄漏密钥等相关秘密信息, 泄漏的秘密信息破坏了以前的已证明安全的方案, 因此设计抗泄漏的密码学方案是当前密码研究领域的一个热点研究方向。设计一个基于证书的加密方案, 总的设计思想是使用一个基于证书的哈希证明系统, 这个证明系统包含一个密钥封装算法, 用这个密钥封装算法结合一个提取器去加密一个对称加密所用的密钥, 那么得到的加密方案就是可以抵抗熵泄漏并且是安全的。对方案的安全性分析和抗泄漏性能分析, 表明本方案在抵抗一定量的密钥泄漏和熵泄漏时可以保持安全性。     

基于正交表的概率加密体制

公开密钥密码体制易受到已知明文密文攻击，如何安全有效地进行数据加密，是现代密码学中最重要的问题，本文给出了一种特殊的正交表，并基于这种正交表和离散对数问题给出了新的概率加密方案，最后，对该密码体制的安全性进行了分析。     

一种混沌流密码算法设计与实现

提出了一种基于Logistic混沌映射的流密码算法,该算法利用混沌本身所具有的随机特性,提出了一种新的对混沌系统扰动的方法。通过编码算法以及在混沌随机序列数字化的基础上引入一种新的非线性变换算法,以抵抗对混沌流密码系统的各种攻击。经统计测试和相关分析,密钥序列具有较高的线性复杂度和良好的密码学特性。整个加密系统的周期性大、灵活性好,加密模型还可以推广到其他混沌系统。     

密钥弹性泄漏安全的通配模板层次委托加密机制

传统的密码方案假定密钥对可能的攻击者来说是完全隐藏的(只有算法是公开的),敌手无法获得有关密钥的任何信息.但在实际系统中,攻击者可在噪声信道或由侧信道攻击获得有关密钥的部分信息.密钥弹性泄漏安全的加密方案通过改进密码算法达到在密钥存在可能部分泄漏情况下的语义安全性.设计了一个抗密钥弹性泄漏的可委托层次模板加密方案.在该方案中,用户身份关联到含有通配符的身份模板,并可以实现再次密钥委托.该方案是抗泄漏的层次身份加密方案(hierarchical identity-based encryption,简称HIBE)和隐藏向量加密方案(hidden vector encryption,简称HVE)的一般扩展,可有效地抵抗密钥弹性泄漏,并达到自适应语义安全性.同时给出该方案的安全性证明和系统抗泄漏性能,分析显示,该方案具有较好的密钥泄漏容忍性.     

多变元公钥密码系统在密码学中的应用

介绍了多变元公钥密码系统在密码学中的应用,以及多变元公钥密码是如何实现加密和解密的。     

基于身份的抗私钥泄漏的广播加密方案

侧信道攻击引起密码系统的部分信息泄漏,破坏很多密码方案的安全性。在基于身份的广播加密方案(IBBE)中,到目前为止,还没有能抵抗侧信道攻击的安全方案。基于此,提出一个抗侧信道攻击安全的基于身份的广播加密方案。使用双系统加密技术,在复合阶群静态假设下在标准模型中证明了提出方案的安全性。泄漏性能分析表明,私钥的相对泄漏率可以达到1/3。该方案具有较好的抗私钥泄漏性能。     

一种结合混沌映射的Enigma加密方案

近年来,混沌作为非线性系统中一种新的存在形式被广泛和深入地研究.随着计算机科学和信息技术的发展,密码技术的发展非常迅速.混沌系统对初始条件和系统参数的敏感依赖性、非周期性和遍历特性等,使其具有优良的密码学特性.本文在分析Enigma加密机制的基础上,将非线性混沌过程融入到Enigma加密过程中,设计了一种结合混沌映射的Enigma加密方案.该加密方案有效地利用了Enigma原有的近似非线性的加密机制,利用混沌过程,加强了置换的随机性,提高了加密方案的安全性.对图像及文字进行加密实验结果表明,本加密方案在密钥敏感性分析、相邻像素相关性以及差分攻击分析等方面,都有很好的表现.     

数据通信中的信息加密

当前，密码学已发展成为一门新兴的边缘学科，信息加密已开始了公开全部加密算法的时代，公钥密码体制是现代加密算法研究中最活跃的课题，本文介绍了ＲＳＡ公钥密码系统，更从实用角度简明而全面地介绍了ＤＥＳ数据加密标准的加密算法和安全性。     

DES密码芯片模板攻击技术研究

在实际的模板攻击中,所构建的模板中的协方差矩阵可能会出现数值问题。通过研究模板攻击技术,对构建模板的方法进行改进,并构建电磁泄漏信息采集平台,分析密码芯片的电磁泄漏信息,对基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的数据加密标准(DES)密码算法进行模板攻击。攻击结果表明,改进后的方法能够有效避免协方差矩阵的数值问题,同时该采集平台能够获取密码芯片工作时的电磁泄漏信息,验证了模板攻击方法,成功获得了正确密钥。     

基于加密和信息隐藏技术的数据安全传输

简单介绍了密码学中对称密码,非对称密码体制和数字签名技术,介绍了信息隐藏技术并分析比较了密码学和信息隐藏的区别.给出了基于数字加密与信息德藏相结合的数据传输的思路及实现方案.     

Practical continuous leakage-resilient CCA secure identity-based encryption

Leakage of private information including private keys of user has become a threat to the security of computing systems. It has become a common security requirement that a cryptographic scheme should withstand various leakage attacks. In the real life, an adversary can break the security of cryptography primitive by performing continuous leakage attacks. Although, some research on the leakage-resilient cryptography had been made, there are still some remaining issued in previous attempts. The identity-based encryption (IBE) constructions were designed in the bounded-leakage model, and might not be able to meet their claimed security under the continuous-leakage attacks. In the real applications, the leakage is unbounded. That is, a practical cryptography scheme should keep its original security in the continuous leakage setting. The previous continuous leakageresilient IBE schemes either only achieve chosen-plaintext attacks security or the chosen-ciphertext attacks (CCA) security is proved in the selective identity model. Aiming to solve these problems, in this paper, we show how to construct the continuous leakage-resilient IBE scheme, and the scheme’s adaptive CCA security is proved in the standard model based on the hardness of decisional bilinear Diffie-Hellman exponent assumption. For any adversary, all elements in the ciphertext are random, and an adversary cannot obtain any leakage on the private key of user from the corresponding given ciphertext. Moreover, the leakage parameter of our proposal is independent of the plaintext space and has a constant size.     

基于Oracle模型的可认证加密协议安全性分析

密码算法的安全定义研究以及定义间的深入理解已经成为现代密码学的主要研究领域.然而,当前多数可认证加密方案缺乏必要的安全性分析,为了分析协议安全性,在IND-CPA概念基础上,对加密与MAC组合与先MAC后加密两种对称式的可认证加密协议予以分析,并分别用Oracle机方法给出了IND-CPA攻击下的安全性证明.结果表明加密与MAC组合方式不能保证IND-CPA安全,但先MAC后加密方式则可实现IND-CPA安全.     

公钥可搜索加密体制综述

伴随着云计算技术的广泛应用,外包到云服务器存储的数据通常采用密文方式进行存储以确保数据安全和用户隐私。可搜索加密体制允许用户对密文数据通过关键词进行检索,从而极大减少了数据共享用户的通信和计算开销。基于公钥的可搜索加密体制解决了对称可搜索加密体制中的密钥分发问题而受到广泛关注。本文侧重于阐述公钥可搜索加密体制的研究进展,描述了它的形式化定义、安全模型;分析和讨论了典型的公钥可搜索加密体制的设计机理、相关的扩展方案以及它们的安全性问题。最后,本文还讨论了公钥可搜索加密体制的应用场景,并指出了未来可能的发展方向。     

基于SM9的公钥可搜索加密方案

云存储技术因其使用便捷、性价比高等优势得以迅速发展,越来越多用户将个人数据外包至第三方云服务器存储。虽然数据加密存储可有效保护数据安全和用户隐私,但传统的对称/非对称加密技术会影响数据检索和使用。可搜索加密是一种特殊的加密技术,一经提出便备受关注,在保障数据机密性的同时可提供数据检索功能。目前,国内外学者提出了大量可搜索加密方案,但现有方案都基于国外密码算法设计,尚未见基于国产商用密码算法的可搜索加密方案在国内外刊物上公开发表,不符合我国密码核心技术自主可控的要求。为了丰富国产商用密码算法在可搜索加密方面的研究,满足云存储领域的数据安全检索需求,本文以SM9标识加密算法为基础,构造了一种公钥可搜索加密方案(SM9-PEKS)。在q-ABDHE安全假设和随机谕言模型下,本文首先证明SM9标识加密算法的匿名性,进而证明SM9-PEKS方案的安全性。理论分析和编程实现结果表明,与常用经典的公钥可搜索加密方案相比,本文方案在增加64字节通信代价的情况下,可至少降低31.31%的计算开销。最后,提出了未来可能的研究方向。     

标准模型下的高效强安全混合加密方案

如何设计标准模型下满足适应性选择密文安全（IND-CCA2）的高效加密方案,是公钥密码学领域的一个重要研究课题。基于判定型双线性Diffie-Hellman问题,提出了一个高效、短公/私钥长度、强安全的,基于对称加密算法、消息认证码算法、密钥分割算法等基础算法的一次一密型混合加密方案,分析了方案的安全性和效率。方案在标准模型下被证明具有IND-CCA2安全性,支持公开的密文完整性验证,与同类方案相比计算效率高。     

具有密文等值测试功能的公钥加密技术综述

作为解决云环境中多公钥加密计算问题的重要方法之一，密文等值测试技术可以实现对不同公钥加密的数据进行比较，使测试者在不对密文进行解密的前提下判断密文对应的明文是否相同。首先介绍了密文等值测试概念及其安全模型，总结了目前提出的6种授权模式所适用的场景以及对应的输入与输出；然后对比了密文等值测试技术与公钥可搜索加密技术的异同，阐述并分析了包括公钥、基于身份和基于属性在内的若干典型密文等值测试方案；最后讨论了密文等值测试的应用场景并对来来的研究进行展望。     

抗泄露的(分层)身份基密钥封装机制

在真实应用环境中,冷启动、边信道等物理攻击方式的出现,使得敌手能够获得参与者内部私有状态的泄露信息,从而导致传统可证明安全的密码机制在有泄露的环境下已无法继续保持其原有的安全性,因此更多的密码学研究者开始致力于抗泄露密码机制的研究.混合加密技术同时具备了对称加密和非对称加密的优势,由于身份基密钥封装机制(Identity-Based Key-Encapsulation Mechanism,IB-KEM)是身份基混合加密机制的重要组成部分,近年来得到了广泛关注.为满足真实环境的抗泄露性需求,抗泄露IB-KEM被提出;然而现有的构造在计算、传输和存储等方面均存在不足.针对上述不足,本文提出了选择密文攻击(Chosen-Ciphertext Attacks,CCA)安全的抗泄露IB-KEM的通用构造,并基于底层IB-KEM的选择明文攻击(Chosen-Plaintext Attacks,CPA)安全性对通用构造的CCA安全性进行了形式化证明.此外,为展示本文通用构造的实用性及普遍性,分别设计了 IB-KEM和分层身份的身份基密钥封装机制(Hierarchical Identity-Based Key-Encapsulation Mechanism,HIB-KEM)的具体实例,并在选择身份的安全模型下,基于判定的双线性Diffie-Hellman假设和双线性Diffie-H ellman指数假设对本文实例的CPA安全性分别进行了证明.最后,为了实现抵抗连续泄露攻击的目标,本文研究了各实例的密钥更新算法.相较于已有CCA安全的抗泄露IB-KEM,本文构造在计算、传输和存储等方面具有一定的优势.     

Memory leakage-resilient searchable symmetric encryption

Along with the popularization and rapid development of cloud-computing, more and more individuals and enterprises choose to store their data in cloud servers. However, in order to protect data privacy and deter illegal accesses, the data owner has to encrypt his data before outsourcing it to the cloud server. In this situation, searchable encryption, especially searchable symmetric encryption (SSE) has become one of the most important techniques in cloud-computing area. In the last few years, researchers have presented many secure and efficient SSE schemes. Like traditional encryption, the security of all existing SSE schemes are based on the assumption that the data owner holds a secret key that is unknown to the adversary. Unfortunately, in practice, attackers are often able to obtain some or even all of the data owner’s secret keys by a great variety of inexpensive and fast side channel attacks. Facing such attacks, all existing SSE schemes are no longer secure. In this paper, we investigate how to construct secure SSE schemes with the presence of memory attack. We firstly propose the formal definition of memory leakage-resilient searchable symmetric encryption (MLR-SSE, for short). Based on that, we present one adaptive MLR-SSE scheme and one efficient non-adaptive dynamic MLR-SSE scheme based on physical unclonable functions (PUFs), and formally prove their security in terms of our security definitions.