双线性Diffie-Hellman问题研究

为了构建密钥进化方案所需要的双线性Diffie-Hellman(Bilinear Diffie-Hellman,BDH)参数生成器,研究了BDH问题的安全性。先回顾了BDH问题的来源;基于可容许的双线性映射,再分别对判定BDH问题、计算BDH问题以及变形的BDH问题进行了分析;并就BDH问题的安全性得出若干有用的结论。最后以密码学实践中常用到的超奇异椭圆曲线为例,构造了Weil对和Tate对的BDH参数生成器。

基于Diffie-Hellman问题的有效认证方案

分析了Chen等提出的一个具有密钥协定的基于nonce的有效认证方案,发现此方案不安全,易遭受消息重放攻击和口令猜测攻击,会话密钥有可能被攻击者重新构建.基于Diffie-Hellman问题,给出了一个有效认证方案.与已有方案相比,新方案具有更安全、更实用等优点.

不使用双线性映射的无证书签密方案的安全性分析及改进

由于现有的基于双线性映射的无证书签密方案存在计算效率低的不足,因此一种不使用双线性映射的新的无证书签密方案由Zhu等人提出;同时,在随机谕言机模型中对该方案的安全性进行了证明.该文通过构造具体的机密性和不可伪造性攻击算法,证明了Zhu等人所提出的方案无法满足其所声称的机密性和对"I类敌手的不可伪造性;针对上述问题,该文提出了安全高效的无证书签密方案,并在随机谕言机模型下基于计算性Diffie-Hellman困难问题和离散对数困难问题证明了该文所提方案的机密性和不可伪造性;相较于其他无证书签密方案,该文所提方案的安全性和计算效率更优.

基于双线性对的可公开验证多秘密共享方案

现有可公开验证多秘密共享方案只能由Lagrange插值多项式构造,且共享的秘密仅限于有限域或加法群。为解决上述问题,提出一个基于双线性对的可公开验证多秘密共享方案。该方案中每个参与者需持有2个秘密份额来重构多个秘密,并且在秘密分发的同时生成验证信息。任何人都可以通过公开的验证信息对秘密份额的有效性进行验证,及时检测分发者和参与者的欺骗行为。在秘密重构阶段采用Hermite插值定理重构秘密多项式,并结合双线性运算重构秘密。分析结果表明,在双线性Diffie-Hellman问题假设下,该方案能抵抗内外部攻击,具有较高的安全性。

一个双线性对上公开可验证多秘密共享方案

基于椭圆曲线上的双线性对提出了一个公开可验证的多秘密共享方案。仅利用双线性对的双线性性而不需要执行交互式或非交互式协议,任何一方都可以验证分发者所分发共享的有效性。该方案还是一个多秘密共享方案,在一次秘密共享过程中可以共享多个秘密。方案的安全性等价于Diffie-Hellman假设及椭圆曲线上的离散对数问题困难性。

无双线性对的无证书分布环签名方案

现有分布环签名方案大多基于双线性对运算或模指运算,计算效率不高。针对该问题,提出一种无双线性对运算和模指运算的无证书分布环签名方案,只进行椭圆曲线上的模乘运算。通过复杂度分析结果证明该方案是高效的,仅需2s+3t–2次模乘运算(t表示存取结构中子集的个数,s表示实际签名子集中成员的个数),并且若方案存取结构中所有子集的成员数均设为某一门限值,该方案即成为无证书门限环签名方案。

一种具有CDH问题安全性基于身份的签名方案

严格的安全证明需要较短的安全参数和较高的运行效率。为此,提出一种基于身份的签名方案IDSSTR,该方案具有可计算Diffie-Hellman问题的安全性规约,在线时自然有效,离线阶段也无需额外的条件,且验证过程也不变。为减小签名消息的总长度,给出具有消息恢复功能的IDSSTR修改版本。分析结果表明,可计算DiffieHellman问题的困难性与离散对数问题有着紧密联系,IDSSTR签名方案可为该困难问题提供安全保证。

一般存取结构上可公开验证的多级秘密共享

可公开验证的秘密共享允许任何人仅从公开信息中发现分发者或参与者的欺诈行为。为扩展多秘密共享应用范围,首先提出一个可公开验证的多级秘密共享(PVMSSS)方案模型,而后基于单调张成方案及安全多方计算,构造一般存取结构上可公开验证多用的可更新的多级秘密共享方案。秘密分发阶段,方案中各参与者秘密份额由自己计算,分发者不需向参与者传送任何秘密信息,且每个参与者只需维护一个秘密份额即可实现对多个秘密的重构。利用双线性对的性质,任何人均可验证更新前后秘密份额的正确性及公开信息的有效性,从而有效防止分发者和参与者的欺诈。秘密重构阶段,利用安全多方计算构造伪份额,保证每个参与者的真实份额永远不会暴露,实现了份额的多用性。在秘密的每一次更新中,分发者只需公布更新临时份额的相应公开信息,即可实现对参与者秘密份额的更新。最后对方案的正确性和安全性进行详细分析,在计算Diffie-Hellman和判定双线性Diffie-Hellman问题及假设下,该方案是可证明安全的。

安全的无证书聚合签名方案

无证书密码系统既解决了密钥托管问题,又不涉及公钥证书;而聚合签名可以有效地减少计算代价和通信开销.结合二者的优点构造无证书聚合签名是很有意义的.尽管无证书聚合签名方案的构造已经取得了重要进展,但是现有的方案仍然不能同时达到既可抵抗两类超级攻击者又具有运算的高效性.使用双线性映射并引入状态信息来设计具有强安全性的无证书聚合签名方案.在随机预言模型中,该状态信息被用于嵌入给定困难问题的部分信息.结果显示,该方案的安全性基于计算Diffie-Hellman问题的困难性并可以抵抗超级攻击者的攻击.同时,由于充分利用公开信息和双线性映射的性质,它在个体签名和聚合签名验证过程只需4个双线性映射.另外,在该方案中,用户知道状态信息后可独立完成个体签名而无需交换信息,所以它允许用户动态地加入聚合签名.故它可应用于多对一的通信系统中.

匿名CLPKC-TPKI异构签密方案

异构签密可以保证不同公钥密码系统之间数据传输的机密性和不可伪造性.本文定义了从无证书公钥密码环境到传统公钥密码环境(CLPKC→TPKI)异构签密方案的形式化模型,并利用双线性对提出了一个CLPKC→TPKI异构签密方案.在随机预言模型下,基于计算Diffie-Hellman和修改逆计算Diffie-Hellman困难假设,证明方案满足内部安全的机密性和不可伪造性.同时,方案满足密文匿名性,可以有效地保护收发双方的身份隐私.方案使用不同的密码系统参数,更接近于实际应用环境.与已有异构签密方案相比,方案的效率较高,适合于收发双方身份保密和带宽受限的应用需求.

高效的可证明安全的无证书聚合签名方案

利用双线性对构造了一个高效的无证书聚合签名方案,在随机预言机模型下给出了方案的安全性证明,其安全性基于计算Diffie-Hellman难题.与已有的无证书聚合签名方案相比,本文方案更能提高签名验证与传输效率,因聚合签名的验证只需要计算4个双线性对,签名的长度是固定的,仅有320bits,是目前最短的无证书聚合签名.

可证安全的无证书代理签名方案(英文)

研究在新提出的无证书公钥密码系统下的代理签名问题,给出了无证书代理签名方案非常强的安全模型.该安全模型下的攻击者是能力最强的超级类型I和类型II攻击者.同时,利用双线性映射设计了一个高效的无证书代理签名方案.其安全性基于计算Diffie-Hellman问题的困难性,并在此安全模型下给出正式的安全证明.鉴于方案的安全、高效和无证书管理的优点,它可广泛应用于电子商务、移动代理系统等方面.

可证安全的紧致无证书聚合签密方案

无证书聚合签密不仅可以保证信息传输的机密性和认证性,还可以降低密文的验证和通信开销。分析现有无证书聚合签密方案,发现它们的计算效率普遍较低。该文提出一个紧致的无证书聚合签密方案,方案聚合验证密文信息需要的双线性对个数固定,并且与签密用户个数无关。与已有无证书聚合签密方案相比,新方案减少了双线性对运算个数,提高了聚合验证效率。同时,在随机预言模型下,基于双线性Diffie-Hellman困难问题和计算Diffie-Hellman困难问题,证明方案满足机密性和不可伪造性。

一个高效的基于身份的门限签名方案

提出了一个新的基于身份的门限签名方案,能够防止私钥产生机构(PKG)伪造签名.该方案是利用双线性对,以此改进的一个基于身份的签名方案为基础构造的.在随机预言机模型下,证明了其在适应性选择消息攻击及身份攻击下都能抵抗存在伪造.与已有的基于身份的门限签名方案相比,安全性相同,签名效率与签名长度有着明显的优势.

高效的基于ID的无证书签名方案

通过利用gap diffie-hellman(GDH)群,提出了一种高效的基于ID的无证书签名方案,该方案通过将2个部分公钥绑定相同的一个ID,从而解决了密钥托管问题。在这个方案中,私钥生成中心(PKG,private key generator)不能够伪造合法者的签名,因为只能生成一部分私钥,其安全性依赖于CDHP(computational dif-fie-hellman problem)。在随机预言机模型下,新方案被证明能够抵抗适应性选择消息攻击和ID攻击下的存在性伪造。该方案不仅解决了密钥托管问题而且与许多已有的方案相比具有较高的效率。

一种可证安全的异构聚合签密方案

异构签密可实现不同安全域之间数据通信的机密性、认证性和不可伪造性。分析现有的异构签密方案,发现它们仅是针对单个消息而设计的,计算效率普遍较低,不适合大数据环境下的网络通信系统。该文提出一个异构的聚合签密方案,该方案不但可以实现单个消息的签密验证,而且可以实现多个消息的聚合验证,并且验证需要的双线性对个数固定,与所签密消息的个数无关。同时,在随机预言模型下,证明了方案的机密性和不可伪造性分别基于q双线性Diffie-Hellman逆问题和离散对数问题。数值结果表明,该方案与现有方案相比在计算效率和传输效率上有着极大的提高。

高效的无证书签名方案

传统的数字签名方案存在证书的存储和管理开销大的问题,基于身份的数字签名方案无法解决其固有的密钥托管问题,而无证书签名方案不需使用公钥证书,而且没有密钥托管问题,是目前的一个研究热点。基于双线性映射设计出一个无证书签名方案,并在随机预言机模型下证明了它的安全性。该无证书签名方案在签名和验证阶段共需要两个双线性映射运算,具有较高的执行效率。签名方案的安全性建立在计算Diffie-Hellman问题的困难性假设上。性能分析表明,设计的签名方案在保证安全性的前提下,具有较高的执行效率。

一种有效可证安全的基于身份代理聚合签名方案

基于计算Diffie-Hellman问题的困难假设,构造了一个基于身份的代理聚合签名方案。该方案不仅满足代理签名的各种安全性要求,而且具有聚合签名的优点。最后,利用双线性技术对方案的正确性进行了严格的证明,并给出了方案安全性的详细证明。结果表明方案是可证安全的和可靠的,是一种安全有效的方案。

一类无证书签名方案的构造方法

无证书密码体制(CL-PKC)是一类新型公钥密码体制.它保持了基于身份的密码体制(ID-PKC)不需要使用公钥证书的优点,又较好地解决了基于身份的公钥体制所固有的密钥托管问题.对无证书体制下安全高效的签名方案的设计方法的研究是受到高度关注的研究课题.文中给出了一类无证书签名方案的构造方法,并在一个很强的安全模型下对用该方法所构造的方案的安全性进行了证明.文中对新构造的方案与已有的一些同类方案的性能进行了比较.结果显示新方案在整体性能上有一定的优势.

高效的基于属性的环签名方案

提出了两个新的高效的基于属性的环签名方案,签名者用其部分描述属性签署消息,所有拥有这些签名属性的用户组成一个环,环以外的成员不能伪造签名,并分别在随机预言模型和标准模型下证明其能抵抗签名伪造攻击.匿名性方面,对有相同签名属性集的用户是匿名的,对属性管理中心也是匿名的.由于基于属性的环签名不需要知道环成员的公钥,因此与以往提出的基于身份环签名相比较,提出的签名方案具有更加便捷、更加灵活的特点;与现有的基于属性的环签名相比,签名长度减少了1/3,验证所需的双线性对减少了1/3,因此新方案在签名长度、运算效率等方面都有明显优势.同时基于属性的环签名在匿名认证和基于属性的通信系统中有很重要的应用.