不含双线性对的高效无证书聚合签密方案

现有的聚合签密方案主要是基于复杂的双线性对构造,计算效率较低,不能很好地适用于计算资源和通信带宽受限的应用环境。为了提高聚合签密的效率,提出一种不含双线性对映射的无证书聚合签密方案。基于计算Diffie-Hellman问题（CDHP）和离散对数问题（DLP）的困难性,在随机预言模型下证明了方案满足机密性和不可伪造性。该方案不含双线性对运算和指数运算,在单签密阶段仅需要2个点乘运算,与已有的典型聚合签密方案相比具有更高的计算效率且密文长度更短;而且方案的聚合签密验证阶段无需任何用户的秘密信息,方案具有可公开验证性;此外,方案在部分私钥生成阶段不需要安全信道,降低了通信复杂度。     

可公开验证的高效聚合签密方案

聚合签名能够把多个不同用户对不同消息所产生的不同签名聚合成一个签名,大幅度地提高验证的效率.聚合签密不仅能实现聚合,同时还提供机密性与认证性.本文利用双线性对构造了一个新的基于身份的聚合签密方案,并基于BDH和CDH问题,证明了方案的机密性和不可伪造性.此外,方案还满足可公开验证性,与同类方案相比具有更高的安全性,且运算量更小,效率更高.     

可证明安全的基于身份的聚合签密方案

为了更有效地保护网络信息的安全,需要同时实现消息的机密性和认证性。签密方案能够在一个逻辑步骤内同时实现对消息的签名和加密。为了提高当前已存在的签密方案的安全性和算法效率,结合聚合签名的思想,提出一种基于身份的聚合签密方案。在随机语言模型中证明了该方案具有适应性选择密文攻击下的不可区分性,在适应性选择消息攻击下是存在性不可伪造的,其安全性归约为计算椭圆曲线离散对数问题和双线性Diffie-Hellman问题的困难性。与目前效率较高、密文长度较短的几个方案进行比较的结果表明,新方案的签密和解签密过程分别仅需1次双线性对运算,具有计算成本低、密文长度短的优良特性。     

基于身份的代理重签名广播签密方案

针对云计算组数据共享等应用中的数据机密性和完整性需求,提出了一种基于身份的代理重签名广播签密方案,该方案能通过执行一次代理重签名将原签密者的广播签密转换为重签密者的广播签密。利用计算性双线性Diffie-Hellman问题和计算性Diffie-Hellman问题的困难性假设,证明了方案在选择多身份、适应性选择密文攻击下具有不可区分性,在选择多身份选择消息攻击下具有不可伪造性。该方案具有公开可验证性,支持任何第三方对签密正确性的验证。最后,给出了方案在云计算组数据共享中的应用实例。     

无证书的可公开验证聚合签密方案

聚合签密的研究多以基于身份密码体制下提供机密性与认证性,提高验证的效率为目标,存在对证书管理以及密钥托管问题,因此需要设计新的聚合签密算法,在解决证书管理以及密钥托管问题的同时兼顾机密性与高效性。分析了当前主流的聚合签密算法及其发展,利用Zhang等(ZHANG L, ZHANG F T. A new certificateless aggregate signature scheme. Computer Communications, 2009,32(6)：1079-1085)方案,并考虑上述需求,提出了一种新的无证书的聚合签密方案。方案基于双线性Diffie-Hellman(BDH)和计算性Diffie-Hellman(CDH)问题,证明了方案的机密性和不可伪造性。实验结果表明,所提方案在聚合解签密运算量上与其他方案持平或降低;同时,新的方案还满足了可公开验证性,消除了公钥证书的使用,并且解决了基于身份密码体制中的密钥托管问题。     

可证安全的抗泄露无证书混合签密机制

传统的基于双线性映射的混合签密方案存在着计算效率较低的不足,同时,无法抵抗信息泄露对方案所造成的危害,针对上述不足,在不使用双线性映射的基础上,提出了安全、高效的抗泄露无证书混合签密机制,并在随机谕言机模型下,基于计算性Diffie-Hellman问题和离散对数问题对该机制的机密性和不可伪造性进行了证明.同时,分析了该方案的公开验证性、前/后向安全性和不可否认性等安全属性;与传统的无证书混合签密机制相比,该机制不仅具有更优的计算效率,而且在秘密信息存在一定泄露的前提下,依然保持其所声称的安全性,即该方案还具有抵抗秘密信息泄露的能力.     

改进的多接收者签密方案

针对现有签密方案存在的可能泄漏接收者隐私、解签密不公平和无公开验证性等问题,采用拉格朗日插值函数方法对其进行改进,提出了一个新的基于身份的多接收者签密方案.新方案将接收者解签密所需的身份信息揉合在一起,实现对接收者隐私的保护,具有解签密匿名性;每一个接收者解密所需密文信息相同,满足解签密公平性;任何第三方在仅拥有密文时就可验证密文发送方的身份,满足公开可验证性.与现有签密方案相比,新方案具有更小的计算量和密文长度.在随机预言模型下,给出了新方案基于双线性Diffie-Hellman (bilinear Diffie-Hellman,BDH)问题假设和计算Diffie-Hellman(computational Diffie-Hellman,CDH)问题假设的安全性证明.     

标准模型下基于身份的可公开验证签密方案

现有基于身份的签密方案大多基于随机预言机模型。为解决因此带来的安全问题,在标准模型下提出了一个新的基于身份的高效签密方案。该方案基于离散对数、因式分解等困难问题,进一步提高了方案的安全性。并在判定性双线性Diffie-Hellman（DBDH）问题假设下证明了方案的机密性,在计算性Diffie-Hellman（CDH）问题假设下证明了方案的不可伪造性,此外方案还具有可公开验证功能。经比较与分析,和同类方案相比效率更高,安全性更强,适用范围更广。     

标准模型下安全基于身份代理签密方案

针对现实中代理签密的安全问题,提出一种基于Gu等（GU K, JIA W J, JIANG C L. Efficient identity-based proxy signature in the standard model. The Computer Journal, 2013:bxt132）代理签名的标准模型下可证安全的基于身份代理签密方案。代理签密允许原始签密者授权签密能力给代理签密者,后者能够代表前者生成密文。该方案通过结合基于身份签密和代理签名,既保持了基于身份签密的优点,又具有代理签名的功能。分析表明,基于Diffie-Hellman问题假设下,所提方案满足机密性性和不可伪造性。与已知方案相比,代理密钥生成算法和代理签密算法中各需要2个对运算和1个对运算,方案效率更高。     

基于区块链的V2G无证书环签密隐私保护方案

为实现车辆到电网(V2G)系统中车辆用户交易信息隐私保护和通信消息安全传输,提出一种基于区块链的无证书环签密隐私保护方案。在交易阶段采用无证书环签密对服务数据进行加密,减少签密过程中的双线性配对运算与指数运算,同时引入聚合签名技术降低签名验证的计算开销。在交易完成后将记录的服务数据与交易账单聚合为交易数据,将交易数据哈希、服务数据的环签密以及交易编号返回至区块链进行存储,而完整交易数据由云服务器存储,用户需要提供交易数据对应的环签密及交易编号,并通过智能合约完成对交易数据的访问。在随机预言模型下,通过安全分析来验证该方案的匿名性、可认证性、机密性和不可伪造性。实验结果表明,相较3种对比方案,该方案的计算开销具有明显优势,在签名数量增加到50个时,其聚合签名验证的计算开销减少近50%,同时能保证数据的机密性和成员通信的匿名性,有效提高V2G网络中的通信效率。     

一个可公开验证和前向安全的签密方案

利用双线性对提出一个满足公开验证性和前向安全的基于身份的签密方案,并且能够将签名的验证和消息的恢复分别独立进行,可以应用于为移动设备过滤垃圾信息等移动电子商务场合。在BDH问题是困难的假设下用随机预言模型给出了安全性证明,经过分析比较,该方案具有很高的安全性和效率。     

可公开验证的高效无证书签密方案

根据安全无证书签密模型,提出一种基于双线性对的可公开验证的高效无证书签密方案。该方案由密钥生成中心(KGC)、签密方、解签密方和验证方组成,使用盲化技术以及用户公钥和秘密值先于KGC部分私钥生成的方法提高密码系统的信任等级,在公开验证时只需将明文和密文提交给验证方。分析结果表明,该方案具有安全保密性、不可伪造性、不可否认性,并且计算量较小、易于实现。     

基于身份的公开验证签密方案

基于双线性对,提出了一个基于身份的签密方案。在计算Diffie-Hellman(CDH)问题困难的假设下,证明了方案在随机预言模型下能够抵抗自适应性选择消息和身份攻击。方案基于身份,不需要证书,从而简化了密钥管理。此外,所提方案不仅可用于公开验证,在不需要泄露接收者私钥的前提下,可由第三方认证密文确实是对应明文的有效签密值。     

新的基于身份的代理重签密

基于Chandrasekar等人提出的代理重加密签密方案(CHANDRASEKAR S, AMBIKA K, RANGAN P C. Signcryption with proxy re-encryption . http://eprint.iacr.org/2008/276),提出了一个新的基于身份代理重签密方案。该方案利用一个半可信代理人将一个基于身份的签密透明地转换为了另一个基于身份的签密,实现了签密的完全可转换：即同时实现了签密中保密功能和验证功能的转换,且签密的验证不需要明文信息的直接参与。在随机预言机模型下,基于计算性Bilinear Diffie-Hellman问题,证明了方案是IND-CCA2安全的。经效率和功能分析,结果表明该方案解决了Chandrasekar方案中验证功能未能转换的问题和签密的验证需要明文参与的问题。     

一个健壮的签密方案

已有的基于身份的签密方案存在着签密能被伪造、能被篡改、不能公开验证等缺陷。分析了M-W方案的安全性,并利用双线性对提出了一个健壮的基于身份的签密方案。提出的方案不仅具有公开验证性、不可否认性、前向安全性,而且还具有可伪造性和健壮性。提出的方案只需要4个对运算,没有G2乘法运算和幂运算,比其他基于身份的签密方案效率更高。     

安全的无双线性映射的无证书签密机制

无证书签密是能够同时提供无证书加密和无证书签名的一种非常重要的密码学原语.近年来,多个无证书签密方案相继被提出,并声称他们的方案是可证明安全的.但是,通过给出具体的攻击方法,指出现有的一些无证书签密机制并不具备其所声称的安全性.针对上述问题,提出一种无双线性映射的高效无证书签密方案,并在随机谕言机模型下,基于计算性Diffie-Hellman问题和离散对数问题对所提方案的安全性进行了证明.同时,该方案还具有不可否认性和公开验证性等安全属性.与其他传统无证书签密方案相比,由于未使用双线性映射运算,在具有更高计算效率的同时,该方案的安全性更优.     

基于身份的签密方案

现有基于身份的签密方案存在签密不能被公开验证、签密能被伪造和签密不具有健壮性等缺陷。分析LHL方案的安全性,利用双线性对提出一个基于身份的签密方案,该方案能保证签密具有公开验证性、不可伪造性、健壮性、不可否认性和前向安全性,它只需要4个对运算,其效率高于其他基于身份的签密方案。     

无随机预言模型的基于模糊身份签密方案

在随机预言模型下Hash函数被视为一个完全随机的理想模型,实际应用中却无法构造.以Sahai和Waters的方案为基础,利用椭圆曲线上的双线性对性质及门限秘密共享的思想,提出了一个新的模糊身份签密方案.与最近Zhang等人提出的模糊身份签密方案相比,该方案的构造没有采用Hash函数,避免了Hash函数返回值无随机性的缺点,且系统公开参数较少,安全性可规约到计算Diffie-Hellman (CDH)和离散对数(DLP)困难假定,从而能更好地满足实际应用需求.     

分簇无线传感器网络下基于身份的签密

基于身份的签密方案的研究仍然是一个难点,针对这个现状,使用基于身份的签密体制,提出了一种新的签密方案.在该方案中,无需公钥证书,以用户的身份信息(如E-mail、电话号码等)作为用户公钥,从而降低了建立和管理公钥基础设施的代价,高效实现了基于分簇的无线传感器网络签密的密码功能.