关于Niederreiter代数码公钥密码体制的安全性及参数优化

本文分析了Niederreiter代数码公钥密码体制(简称为N公钥体制)的安全性,给出了一种攻击N公钥体制的解线性方程组的攻击法。揭示出N公钥体制与McEliece公钥体制(简称M公钥体制)在安全性上是等价的。最后通过对N公钥与M公钥体制在安全性保证下的参数优化,给出这两类体制的参数设计范围与性能比较。

基于QC-LDPC码的Niederreiter公钥密码体制

提出基于准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造的Niederreiter公钥密码体制。由于QC-LDPC的校验矩阵具有稀疏和分块循环的特性,且QC-LDPC的纠错能力大,与以往基于纠错码构造的公钥密码体制相比,该体制密钥量大大减少,提高了传信率。同时引入对角形式的可逆变换矩阵Q,通过线性变换产生新的校验矩阵H',隐藏了码字的校验矩阵,可以抵消矩阵H'稀疏易攻击的弱点,增加了体制的安全性。并且通过对现有的攻击方法分析,证明了体制的安全性。

利用双公钥的Niederreiter公钥密码体制的改进

在基于Goppa码构造的Niederreiter公钥密码体制的基础上,采用双公钥H1′和H′2构造新的公钥密码体制,通过双公钥加密增加了解密的复杂度.利用目前攻击N公钥体制的方法对其进行了安全性分析,证实该方法提高了其体制的安全性.并且通过对作为公开密钥的校验矩阵进行初等行变换,变成系统码形式,从而减少了体制的公开密钥量,经验证明该方法提高了其纠错能力.

基于Niederreiter公钥密码体制的盲签名方案

基于纠错码的公钥密码体制由于具有可抵抗量子攻击的优点成为后量子密码理论中的一个研究重点。本文针对消息文件的匿名保护问题,基于纠错码的Niederreiter公钥密码体制提出了一种盲签名方案。消息通过哈希、盲化后利用N公钥密码体制的解密算法完成签名,用户通过脱盲可获得签名。分析表明,此算法具有一般盲签名的基本性质,并且比基于RSA体制的代理签名具有更高的效率;不但继承了Niederreiter公钥密码体制的安全性,而且通过加入哈希过程获得了更高安全性,是一种值得参考的基于编码的后量子签名方案。

基于Polar码的Niederreiter公钥密码体制

近几年量子计算机取得了飞速发展,这势必会对传统密码学产生一定的影响,而基于纠错码的公钥密码体制被认为是一类可以抵抗量子攻击的密码体制.本文首先回顾了基于各种纠错码的公钥密码体制的研究背景,其次重点介绍了Polar码的SC快速译码算法,利用SC译码算法,提出了基于Polar码的Niederreiter公钥密码体制,其安全性建立在大矩阵分解困难性与线性分组码的译码是NP完全问题的双重基础上.该密码体制比基于其他纠错码的Niederreiter公钥密码体制复杂度更小、实现效率更高;通过仿真和安全性、计算效率上的分析得出该体制能抵御多种攻击,如解方程攻击、选择明文攻击和选择密文攻击等,是一种工作因子能达到2^(82)的密码体制,可以用在需要传输的信息量小,而对安全性要求高的场景.

基于Niederreiter体制的RFID双向安全认证协议

为解决RFID技术在用户隐私方面存在的安全隐患,提出了一种基于Niederreiter密码体制的新型RFID双向安全认证协议。协议建立在大矩阵分解困难性的基础上,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Niederreiter公钥加密方案,通过对比原Hash值与解密后的Hash值是否相等,来实现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、位置隐私,而且还能防范重放攻击,能够很好地满足RFID系统的安全性要求。

基于最大秩距离码的Niederreiter公钥密码系统

本文基于最大秩距离码 ,提出了一种新的 Niederreiter公钥密码系统 ,讨论了它的可行性及安全性并予以证明。

基于量子BCH码的McEliece及Niederreiter公钥密码算法研究

针对量子计算攻击对传统密码体制的安全威胁,设计出一类抗量子攻击的McEliece公钥密码体制,因为量子计算没有攻击McEliece公钥密码体制的多项式时间算法。给出了3类量子BCH码的生成算法,第1类是一般性量子BCH码生成算法,第2类是特殊的对称量子BCH码生成算法,第3类是特殊的非对称量子BCH码生成算法。以本文生成的非对称量子BCH码为基础,设计出量子McEliece公钥密码体制和量子Niederreiter公钥密码体制,详细给出这两种公钥体制的加密和解密过程。给出的密码体制既保留了抗量子计算优点,又能在量子态下加密和解密,其基本域为任意有限域。分析了这两种体制的计算复杂性理论、数据结构及算法模式,得到了时间复杂性和空间复杂性达到指数级,得到了抵抗Shor算法和Grover算法攻击的结果。最后,利用量子BCH码的结构特征,设计了一种经典Niederreiter体制数字签名,具有抗量子攻击能力。

Niederreiter公钥密码方案的改进

针对现有Niederreiter公钥密码方案容易遭受区分攻击和信息集攻击(ISD)的现状,提出一种改进的Niederreiter公钥密码方案。首先,对Niederreiter公钥密码方案中的置换矩阵进行了改进,把原有的置换矩阵替换为随机矩阵;其次,对Niederreiter公钥密码方案中的错误向量进行了随机拆分,隐藏错误向量的汉明重量;最后,对Niederreiter公钥密码方案的加解密过程进行了改进,以提高方案的安全性。分析表明,改进方案可以抵抗区分攻击和ISD;改进方案的公钥量小于Baldi等提出的方案(BALDI M,BIANCHI M,CHIARALUCE F,et al.Enhanced public key security for the Mc Eliece cryptosystem.Journal of Cryptology,2016,29(1):1-27)的公钥量,在80比特的安全级下,改进方案的公钥量从原方案的28 408比特降低到4 800比特;在128比特的安全级下,改进方案的公钥量从原方案的57 368比特降低到12 240比特。作为抗量子密码方案之一,改进方案的生存力和竞争力增强。

基于Niederreiter密码体制的抗量子签密方案

针对后量子时代的网络通信安全问题,对编码密码中的Niederreiter密码体制进行研究,将基于改进Niederreiter密码的双公钥加密方案与Xinmei签名方案相结合,构造一种抗量子签密方案。安全性分析结果表明,该方案能够满足IND-CPA与EUF-CMA安全,并可实现对直接译码攻击以及ISD攻击的良好防御,相比先签名后加密的签密方法,其密文量下降50%,能够为后量子时代用户的网络通信提供机密性与不可伪造性的安全防护。

基于改进版Niederreiter的双公钥密码方案

基于编码的密码体制可以有效地抵抗量子计算攻击,具有较好的可操作性以及数据压缩能力,是后量子时代密码方案的可靠候选者之一。针对量子时代中计算机数据的安全保密问题,对编码密码中的Niederreiter密码方案改进版进行深入研究,提出了一种与双公钥加密方式相结合的密码方案。所提方案的安全性相比Niederreiter方案改进版以及基于准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)的Niederreiter双公钥加密方案得到提升,在密钥量方面相比传统Niederreiter密码方案的公钥量至少下降了32%,相比基于QC-LDPC码的Niederreiter双公钥加密方案也有效下降,在量子时代保证计算机数据安全表现出较强的可靠性。

新的基于Niederreiter密码体制的签名方案

随着量子技术的发展,传统的基于公钥密码体制的签名方案面临越来越大的威胁.编码密码体制由于其良好的抗量子计算能力以及数据压缩能力,成为抗量子密码的可靠候选者之一.当今对于编码密码体制的研究主要在码的选择上,来降低公钥尺寸,提高实用性,保证安全性,但是大多数的密码与签名方案并没有真正的将私钥进行隐藏,以导致了可能的对编码密码体制的攻击,例如区分攻击等.以Niederreiter密码体制为基石,根据CFS签名方案的构造方法,提出了新Niederreiter签名方案,在保证效率在合理范围内的前提下,相比CFS签名方案的安全性有较为明显的提高.

基于Polar码的ElGamal型公钥密码体制

在量子计算技术飞速发展的时代背景下,为了满足密码应用的安全需求,提出了一种基于Polar码的ElGamal型公钥密码体制。采用Polar码为基于纠错码ElGamal型公钥密码体制中的公开码,利用SC译码算法进行译码,并对方案的译码失败概率和安全性进行了分析。结果表明算法具有较高的传信率,选取的参数满足信息集译码复杂度和译码失败概率的要求,且算法满足IND-CPA安全性。

可证明安全的基于纠错码的公钥密码体制

为了构造具有抵抗量子攻击潜力的公钥密码系统,利用纠错码理论构造了一个可证明安全的F-Niederreiter公钥密码体制。通过对现有F-Niederreiter公钥密码体制攻击方法的分析,提出如下命题:若攻击者不能进行解密询问或不能询问密文所对应的部分明文信息,则不存在多项式时间算法可以破解F-Niederreiter加密体制。基于该命题,构造了一个新的F-Nieder-reiter加密方案,并在随机预言模型下证明了其安全性。

一种利用公钥体制改进Kerberos协议的方法

针对 Kerberos认证协议由对称算法所带来的局限性 ,在保持原有协议框架的基础上 ,采用基于 El Gamal公钥算法的 Yaksha安全系统对

RSA公钥密码体制的实现研究

RSA公钥算法是目前被广泛采用的公钥体制密码算法,但RSA算法的运算复杂度极大,如果能针对个人用户,用专用集成电路快速而又低成本地实现RSA算法,将有助于RSA算法的推广。该文对目前应用较好的RSA公钥算法的软、硬件算法进行了详细的实现分析,指出采用合理的软硬件算法并增加部分硬件,可以用专用集成电路较快地实现RSA算法。

水下通信网络中基于公钥加密体制的安全数据传输方法

针对水下通信网络的安全数据通信,根据水下节点、水下信道及水下通信模式的特性,提出一种基于公钥加密体制的多跳水下通信网络安全数据传输方法.该方法包括1)基于移动CA(Certification Authority)的公钥证书发放策略及2)基于空间验证的公钥管理策略.首先,使水下移动节点作用于代理CA,遍历网络区域并通过水下光通信认证水下节点;随后,自水面的汇聚节点向下逐跳发放链式结构安全参数,使所有水下节点根据自身离汇聚节点的跳数,生成空间组密钥对;最终,水下节点利用水下声通信,通过基于公钥加密的机会式数据转发将数据发送至水面.提出方法利用可行的水下公钥证书发放模式及低通信成本公钥加密通信手段,试解决苛刻水下通信环境的公钥管理问题.

RSA公钥密码体制的安全性分析及其算法实现

本文系统介绍了公开密钥密码体制和RSA公钥密码体制的工作原理,并对其进行了安全性分析。在此基础上,给出了RSA算法实现的具体策略。

无证书公钥密码体制研究

无证书公钥密码体制(certificateless public key cryptography,简称CL-PKC)是在基于身份的公钥密码体制(identity-based public key cryptography,简称ID-PKC)的基础上提出来的一种新型公钥密码体制,没有密钥托管问题、不需要使用公钥证书,使得无证书公钥密码体制从其概念提出的初始就受到了学术界和工业界的极大关注.从2003年至今,它一直是密码学和信息安全领域非常活跃的研究热点.其理论和技术在不断地丰富和发展.到目前为止,已经积累了大量的研究成果.将对这些成果进行较为系统的整理、分析、比较和简要的评述,并探讨该领域研究尚存在的不足及值得进一步研究的问题.

NTRU公钥密码体制的实现与分析

NTRU是 Jeffrey Hoffstein等在 1 996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。速度上的优势使它有着非常广泛的应用前景 ,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。主要介绍了 NTRU的设计原理 ,对算法进行了优化设计和分析。特别地 ,将算法中的卷积转化为加减运算 ,提高了系统的性能。