基于雙線性配對函數(shù)的密碼協(xié)議的研究.pdf

1、在以往的密碼學(xué)研究當中，雙線性配對函數(shù)(Weil配對和Tate配對)通常被用在密碼分析學(xué)中：通過使用配對函數(shù)，可以將某些橢圓曲線上的離散對數(shù)問題約減到有限域上的離散對數(shù)問題。 近些年來，密碼學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如果對配對函數(shù)進行適當?shù)母膭?，并?yīng)用在某些合適的橢圓曲線上，就可以構(gòu)造出低帶寬的、可證明安全的(provablesecure)、基于雙線性配對函數(shù)的加密、簽名和密鑰協(xié)商等協(xié)議。這些突破性的工作為密碼協(xié)議的構(gòu)造開辟了新的思路：由于雙線

2、性配對函數(shù)所具有的特性，可以用來設(shè)計一些具有特殊性質(zhì)的密碼協(xié)議，這些協(xié)議一般很難用其他方法實現(xiàn)，或者即使可以實現(xiàn)，其效率也沒有基于雙線性配對函數(shù)的高。例如短簽名、三方一輪的密鑰協(xié)商協(xié)議、基于身份的加密方案等。 本文主要研究雙線性配對函數(shù)在構(gòu)造新的密碼協(xié)議方面的應(yīng)用。主要研究內(nèi)容包括：(1)總結(jié)了雙線性配對函數(shù)的概念、所具有的特性，并介紹了Diffie-Hellman難題以及雙線性配對函數(shù)在密碼學(xué)中的應(yīng)用；(2)提出了一個使用雙線

3、性配對函數(shù)的前向安全的數(shù)字簽名方案：在一個基于雙線性配對函數(shù)的簽名方案的基礎(chǔ)上構(gòu)造了一個前向安全的簽名方案。文中對方案的安全性進行了分析，并與已有的一些前向安全的簽名方案進行了比較，結(jié)果表明該方案在效率和簽名長度上有一定的優(yōu)勢；(3)本文對這樣一種情況提出了解決方案：多個用戶將加密數(shù)據(jù)(使用Alice的公鑰)發(fā)送到不完全可信的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器上(例如郵件服務(wù)器和文件服務(wù)器等)。如果Alice想讓服務(wù)器能夠查詢加密文檔是否含有某些單詞并反饋

4、結(jié)果，但同時又不希望給予服務(wù)器解密數(shù)據(jù)的能力。在這種情況下，需要特殊的技術(shù)來處理。本文構(gòu)造了一個可查詢的、基于公鑰并與流密碼結(jié)合的、使用雙線性配對函數(shù)的加密系統(tǒng)，它能讓服務(wù)器進行查詢，而又不失數(shù)據(jù)的機密性。在該方案中，服務(wù)器并不能了解比查詢結(jié)果更多的關(guān)于明文的信息；且當只給定密文時，不被信任的服務(wù)器不能得到關(guān)于明文的信息。(4)提出了一個盲聚合簽名方案，它結(jié)合了盲簽名和聚合簽名兩者的優(yōu)點，使生成的盲簽名聚合為一個聚合簽名，節(jié)省了時間和存