若干密鑰隔離密碼體制的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，公鑰密碼學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于病毒、木馬或操作系統(tǒng)漏洞等引起的密鑰泄漏也變得越來(lái)越廣泛。對(duì)于公鑰密碼體制來(lái)說(shuō)，私鑰泄漏是一個(gè)十分嚴(yán)重的威脅。對(duì)于傳統(tǒng)密碼體制而言，可以通過(guò)撤銷公鑰來(lái)應(yīng)對(duì)私鑰泄漏。但是，對(duì)于基于身份的密碼系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，公鑰由用戶身份信息(比如電子郵件地址)表示，這些信息的撤銷是不太可行的。對(duì)于基于屬性的密碼系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，公鑰由屬性集合(比如用戶的性別、年齡、工作單位等可以作為屬性)表示，這些

2、屬性集合的撤銷也比較困難。目前，密鑰隔離機(jī)制是減輕密鑰泄漏所帶來(lái)危害的一種有效方法。
　　在本文，我們主要關(guān)注可證安全的基于身份的密鑰隔離密碼體制和基于屬性的密鑰隔離密碼體制，取得了如下研究成果：
　　1.盡管已有不少基于身份的密鑰隔離加密(IBKIE)和基于身份的密鑰隔離簽名(IBKIS)方案被提出來(lái)，但是把IBKIS和IBKIE看作一個(gè)整體使得二者擁有共同的系統(tǒng)參數(shù)集合的研究還有待去開展。為此，本文提出T基于身份的密鑰隔

3、離簽密(Identity-Based Key-Insulated Sign-cryption, IBKISC)的概念。在給出IBKISC的形式化定義和安全模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建T一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型下可證安全的ffiKISC方案。所提出的IBKISC方案能夠在一個(gè)合理的邏輯步驟內(nèi)同時(shí)完成IBKIS和ffiKIE兩項(xiàng)功能，而其計(jì)算量和通信成本都要低于傳統(tǒng)的“先IBKIS后ffiKIE”。
　　2.由于隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型下的可證安全只能看作一種啟發(fā)式

4、爭(zhēng)論，并不能保證系統(tǒng)在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)的安全性，因此本文提出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型下可證安全的基于身份的密鑰隔離代理簽名(Identity-Based Key-Insulated Proxy Signature, IBKIPS)方案。
　　3.本文將門限密鑰隔離機(jī)制擴(kuò)展到基于身份的簽名系統(tǒng)中，并提出了基于身份的門限密鑰隔離簽名(Identity-Based Threshold Key-Insulated Signature, IBTKIS)的概

5、念。在給出IBTKIS的形式化定義和安全模型的基礎(chǔ)上，本文構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型下可證安全的IBTKIS方案。所提方案可以增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，同時(shí)具有較好的靈活性和較高的效率。
　　4.本文將密鑰隔離機(jī)制引入到門限結(jié)構(gòu)的基于屬性的加密系統(tǒng)中，提出了門限結(jié)構(gòu)的基于屬性的密鑰隔離加密(Threshold Attribute-Based Key-Insulated Encryption, TABKIE)的概念。在給出TABKIE的形式化定義和

6、安全模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型下可證安全的TABKIE方案。
　　5本文將并行密鑰隔離機(jī)制引入到密文策略的基于屬性的加密系統(tǒng)中，提出了密文策略的基于屬性的并行密鑰隔離加密(Ciphertext Pol- icy Attribute-Based Parallel Key-Insulated Encryption, CPABPKIE)的概念。在給出CPABPKIE的形式化定義和安全模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型下可證安全的CP

7、ABPKIE方案。所提方案允許較頻繁的臨時(shí)私鑰更新，同時(shí)可以使協(xié)助器密鑰泄漏的幾率保持較低，因此增強(qiáng)了系統(tǒng)防御密鑰泄漏的能力。
　　6本文將密鑰隔離機(jī)制引入到簽名者匿名的基于屬性的簽名系統(tǒng)中，提出了簽名者匿名的基于屬性的密鑰隔離簽名(Hidden Attribute-Based Key-Insulated Signature, HABKIS)的概念。在給出HABKIS的形式化定義和安全模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型下可證安全的H