一个高效可完全模拟的n取1茫然传输协议

茫然传输(oblivious transfer,OT)是一个重要的密码学基础工具,可以被应用到许多密码学协议的构造中去,例如安全多方计算、隐私信息检索等.在n取1茫然传输场景中有2个参与方,即发送方S和接收方R.发送方有n个输入值,接收方希望得到其中某一个值.与此同时协议要保证发送方不知道接收方的选择信息,且接收方除了得到自己选择的值以外不知道其他输入值的相关信息.已有的OT1n协议仅能保证参与方的输入隐私性或实现单边模拟,均不能实现完全模拟.完全模拟意味着在理想?现实模拟范例中,当接收方或发送方被分别腐化时,协议都可以被模拟,较之于只保证隐私性和单边模拟,其安全性更强.首次在标准恶意敌手模型下,基于判定Diffie-Hellamn(decisional DiffieHellamn,DDH)困难问题假设构造了一个高效、可完全模拟的OT1n协议,该协议的思想主要基于双模式加密机制,并结合知识的零知识证明系统.协议具有常数轮交互复杂度,且计算和通信复杂度仅与n线性相关.

带有基于RSA签名的接入控制的不经意传输协议

该文在RSA签名及关于数据串的不经意传输的基础上提出了一种增强的不经意传输协议,解决了一种不经意传输的接入控制问题。除了具备一般不经意传输协议的特征外,该方案具有如下特点:只有持有权威机构发放的签字的接收者才能打开密文而且发送者不能确定接收者是否持有签字,即不能确定接受者的身份。在DDH假设和随机预言模型下该方案具有可证明的安全性。该方案使用标准RSA签名及Elgamal加密。

ElGamal加密方案的KDM安全性

一个公钥加密方案的KDM(Key-Dependent Message)安全性要求:即使敌手可以得到一些可能依赖于私钥的消息加密后的密文,它仍然是安全的.这一场景经常会出现在如:硬盘加密、形式化密码学或者一些特殊的协议中.迄今为止,已经有一些具体的方法可以达到这类安全性.但是,大多数情形中,都限制消息作为用户私钥的函数为仿射函数.本文定义了一类新的函数族,并且证明了在公钥密码学中起着非常重要作用的ElGamal加密方案关于这类函数族具有相应的KDM安全性.从技术角度来说,由于ElGamal加密方案的明文空间与私钥空间不太"匹配",因此,我们需要将原始的ElGamal加密方案进行适当的"裁剪"以证明它的KDM安全性.更为重要的是,本文定义的新的函数族自然地包含一些不属于仿射函数族的函数.另外,也证明了该方案关于Qin等人在2013年ACISP上提出的函数族也满足相应的KDM安全性.最后,我们指出,在这两种情形下,都可以将本文所得到的"裁剪的"ElGamal加密方案应用到匿名证书系统中.

基于数字签名的增强的不经意传输协议

该文在离散对数类数字签名及关于数据串的不经意传输的基础上提出了一种增强的不经意传输协议,解决了一种不经意传输的接入控制问题。除了具备一般不经意传输协议的特征外,该方案具有如下特点:只有持有权威机构发放的签字的接收者才能打开密文而且发送者不能确定接收者是否持有签字,即不能确定接受者的身份。在DDH(Decisional Diffie-Hellman)假设和随机预言模型下该文所提协议具有可证明的安全性。

一个单服务器辅助的高效n取k茫然传输协议

茫然传输(oblivious transfer,OT)是一种用于隐藏数据接收者选择信息的密码学原语,作为构建高层多方密码协议的基本工具,在诸多具体问题中都有着重要应用.在k-out-of-n OT(OT_n^k)中,接收者能够以茫然的方式,在n个数据中有选择地取得其中的k个.通常OT_n^k的构造需要大量的群指数操作,对于计算能力受限的嵌入式设备而言依然是极大的负担.随着云计算的发展,可以利用云服务提供商的计算能力和高速专属网络来辅助复杂密码原语的实现.在此提出了一个高效单服务器辅助的n取k茫然传输协议,将主要群指数操作外包给云服务器来实现.该方案利用秘密分享等基础密码学原语构建,其安全性基于判定性Diffie-Hellamn(decisional Diffie-Hellamn,DDH)困难问题,在非合谋半诚实模型下可证明安全,同时可以保证云服务器的数据隐私性,给出该方案的具体描述及其详细的安全性证明.作为云环境下的一种基础密码学原语,所提出的云服务器辅助的茫然传输协议,在设计云辅助的通用安全计算协议及构建高效安全云服务应用软件等方面将起到重要作用.

可证明安全k-out-of-n不经意传输方案的安全分析与改进

不经意传输是密码学研究的一个重要内容。对一种可证明安全的k-out-of-n不经意传输方案安全性进行了分析。该方案的构造方法很新颖,具有很高的计算效率和传输效率。但是分析发现其存在一个明显漏洞,可以使得接收者能够获得发送者发送的全部信息,从而违背了不经意传输的安全性要求。详细分析后,通过引入一个随机数对该方案进行了改进,改进后的方案消除了原方案存在的漏洞,并且传输开销和计算开销与原方案相同,方案安全性同样是建立在判断性Diffie-Hellman(DDH)问题为困难问题的假设之上。

紧安全的环签名构造

对于一个密码方案而言,如何在安全证明中降低归约损失、实现紧归约是一个重要的问题。因为一般来说归约损失越大,就需要更大的参数来保证方案的理论安全强度,而在部署一个紧安全的密码方案的时候,则不需要牺牲效率来弥补归约损失。在这篇文章中,我们关注紧安全的环签名构造。环签名在2001年由Rivest等人首次提出,它允许用户在隐藏自己身份的同时进行签名,任何人都不能破坏环签名的匿名性,同时敌手不能冒充任意一个环成员生成相应的有效签名。虽然目前已有多种环签名的构造方案,但证明过程中的归约损失是高效实现的一大阻碍。在本文中,我们基于DDH假设在随机预言机模型下提出了一种环签名方案,其中安全证明的归约损失仅为常数,因此称为紧安全的环签名构造。在构造中,我们令每个用户的公钥由两个子公钥构成,用户私钥为其中一个子公钥对应的子私钥,再基于Goh与Jarecki提出的紧安全的EDL签名方案,我们利用标准的CDS变换构造了一个1/N-DDH非交互零知识证明系统,从而证明用户拥有有效的私钥,得到相应的环签名方案。得益于这种特殊的构造,在安全证明中我们不必使用分叉引理,也不必猜测敌手的目标公钥,从而实现了紧安全归约。此外,我们的方案可以用来构造附加其他性质的环签名方案,如可链接环签名,同时对于其他匿名签名方案的紧安全设计也具有启发意义。