标准模型下基于认证的混合加密算法

为了构建一个较公钥基础设施(PKI)要求更为简单的公钥密码系统,Gentry提出了基于认证的公钥加密方案.在基于认证的公钥加密方案中,第三方对认证申请者的公钥或身份进行签名,并将该签名作为认证发送给申请者,申请者保留认证作为解密时的部分私钥.接收方对密文解密需要同时拥有第三方对其公钥的认证和接收方公钥对应的私钥,因而基于认证的加密方案同时具备基于身份加密方案中公钥的可认证性和传统公钥加密方案中私钥的免撤销性.基于Gentry身份加密算法提出一种高效、短公钥的基于认证的混合加密算法,新算法能在标准(非随机预言机)模型下被证明抗适应性选择密文攻击.     

SA-IBE:一种安全可追责的基于身份加密方案

基于身份加密(Identity-Based Encryption, IBE)方案中,用户公钥直接由用户身份得到,可以避免公钥基础设施(Public Key Infrastructure, PKI)系统的证书管理负担。但IBE存在密钥托管问题,即私钥生成器(Private Key Generator, PKG)能够解密用户密文或泄漏用户私钥,而现有解决方案一般需要安全信道传输私钥,且存在用户身份认证开销大或不能彻底解决密钥托管问题的缺陷。该文提出一种安全可追责的基于身份加密方案,即SA-IBE方案,用户原私钥由PKG颁发,然后由多个密钥隐私机构并行地加固私钥隐私,使得各机构无法获取用户私钥,也不能单独解密用户密文;设计了高效可追责的单点PKG认证方案;并采用遮蔽技术取消了传输私钥的安全信道。文中基于标准的Diffie-Hellman假设证明了SA-IBE方案的安全性、解决密钥托管问题的有效性以及身份认证的可追责性。     

加密邮件系统中基于身份的可搜索加密方案

在加密邮件系统中,公钥可搜索加密技术可以有效地解决在不解密的情况下搜索加密邮件的问题。针对公钥可搜索加密复杂的密钥管理问题,该文在加密邮件系统中引入了基于身份的密码体制。针对可搜索加密的离线关键字猜测攻击问题,该文采用了在加密关键字和生成陷门的同时进行认证,并且指定服务器去搜索加密电子邮件的方法。同时,在随机预言机模型下,基于判定性双线性Diffie-Hellman假设,证明方案满足陷门和密文不可区分性安全。数值实验结果表明,在陷门生成和关键字密文检测阶段,该方案与现有方案相比在计算效率上较高。     

可证安全的基于证书广播加密方案

广播加密可使发送者选取任意用户集合进行广播加密,只有授权用户才能够解密密文.但是其安全性依赖广播中心产生和颁布群成员的解密密钥.针对这一问题,本文提出基于证书广播加密的概念,给出了基于证书广播加密的形式化定义和安全模型.结合基于证书公钥加密算法的思想,构造了一个高效的基于证书广播加密方案,并证明了方案的安全性.在方案中,用户私钥由用户自己选取,证书由认证中心产生,解密密钥由用户私钥和证书两部分组成,克服了密钥托管的问题.在方案中,广播加密算法中的双线性对运算可以进行预计算,仅在解密时做一次双线性对运算,提高了计算效率.     

可证安全的高效可托管公钥加密方案

可托管公钥加密方案中一个公钥对应于2个解密私钥,它可大大减少公钥基础设施PKI中公钥证书的数目,从而降低其公钥证书管理的负荷。同时对于用户端来说,它也能减小所需私钥存储空间,减轻用户的私钥管理负担。提出2个新的可托管公钥加密方案,其中第二个方案是文献中所有现存同类方案中最为高效的一个。它也是第一个可证安全的方案,其安全性基于标准的双线性Diffie-Hellman假设。     

基于椭圆曲线密码体制的安全电子邮件系统

针对电子邮件在传输过程中存在的安全问题，提出了一种基于三重DES和椭圆曲线密码体制的解决方案。其公钥管理是借鉴PGP系统管理公钥的方法；进而重点介绍了邮件的加密／解密、签名／验证的过程，有效地解决了电子邮件系统中的加密、签名和身份认证问题。     

对一种双陷门加密体制的分析与改进

对一种具有双陷门解密机制的公钥概率加密体制的安全性进行分析,指出它存在三点不安全因素,不能抵抗选择密文攻击,攻击者通过选取适当的密文,在得到解密的明文后,能够计算出用户的私钥或分解模数,运用这些信息,攻击者可恢复所有的明文。同时,也对该加密体制作了改进,给出了一种能够抵抗适应性攻击的加密方案,防止攻击者利用获得的解密信息计算用户的私钥或分解模数,提高了加密体制的安全性。     

基于R-LWE的公钥加密方案

根据一个更紧凑的均匀性定理提出了一种改进的理想格上陷门生成方法;然后结合R-LWE加密算法和理想格上强不可伪造一次签名工具,在标准模型下设计了一个适应性选择密文攻击(CCA)安全的公钥加密方案。新方案可实现块加密,可支持公开的密文完整性验证,具有加解密速度快、密文扩展率低的优势,其安全性可以高效地归约为判定性R-LWE困难性假设。新方案是第一个完全基于理想格上困难问题构造的CCA安全公钥加密方案。     

基于单粒子的量子公钥加密协议

提出一种基于单粒子的量子公钥加密协议。利用随机序列的映射关系对私钥实施量子操作,生成用于消息加密的量子公钥。根据量子不可克隆和密文不可分辨定理,引入新的量子源作为通信传输的载体,设计了易操作的加密编码和解密规则;采用分块的方法,优化了窃听检测方法,降低了对发送方存储能力的要求;结合一次一密的加密方案,保证了在量子通信信道中传送密钥和消息的安全性。基于纠缠态的量子加密算法和基于单粒子的量子公钥加密方案相比较,所提出的协议易于实现,具有良好的使用价值。分析表明,本协议是安全的。     

多用户环境下无证书认证可搜索加密方案

可搜索加密技术的提出使用户能够将数据加密后存储在云端,而且可以直接对密文数据进行检索。但现有的大部分可搜索加密方案都是单用户对单用户的模式,部分多用户环境下的可搜索加密方案是基于传统公钥密码或基于身份公钥密码系统,因此这类方案存在证书管理和密钥托管问题,且容易遭受内部关键词猜测攻击。该文结合公钥认证加密和代理重加密技术,提出一个高效的多用户环境下无证书认证可搜索加密方案。方案使用代理重加密技术对部分密文进行重加密处理,使得授权用户可以利用关键字生成陷门查询对应密文。在随机预言模型下,证明方案具有抵抗无证书公钥密码环境下两类攻击者的内部关键词猜测攻击的能力,且该方案的计算和通信效率优于同类方案。     

基于共扼编码的量子概率加密方案(英文)

We present a quantum probabilistic encryption algorithm for a private-key encryption scheme based on conjugate coding of the qubit string. A probabilistic encryption algorithm is generally adopted in public-key encryption protocols. Here we consider the way it increases the unicity distance of both classical and quantum private-key encryption schemes. The security of quantum probabilistic privatekey encryption schemes against two kinds of attacks is analyzed. By using the no-signalling postulate, we show that the scheme can resist attack to the key. The scheme’s security against plaintext attack is also investigated by considering the information-theoretic indistinguishability of the encryption scheme. Finally, we make a conjecture regarding Breidbart’s attack.     

Tag-KEM/DEM: A New Framework for Hybrid Encryption

This paper presents a novel framework for the generic construction of hybrid encryption schemes which produces more efficient schemes than the ones known before. A previous framework introduced by Shoup combines a key encapsulation mechanism (KEM) and a data encryption mechanism (DEM). While it is sufficient to require both components to be secure against chosen ciphertext attacks (CCA-secure), Kurosawa and Desmedt showed a particular example of KEM that is not CCA-secure but can be securely combined with a specific type of CCA-secure DEM to obtain a more efficient, CCA-secure hybrid encryption scheme. There are also many other efficient hybrid encryption schemes in the literature that do not fit into Shoup’s framework. These facts serve as motivation to seek another framework. The framework we propose yields more efficient hybrid scheme, and in addition provides insightful explanation about existing schemes that do not fit into the previous framework. Moreover, it allows immediate conversion from a class of threshold public-key encryption to a threshold hybrid one without considerable overhead, which may not be possible in the previous approach.     

标准模型下前向安全公钥加密方案的新构造

针对已有的可证安全的前向安全公钥加密方案仅满足较弱的选择明文安全性,难以满足实际应用的安全需求这一问题,提出了一个新的前向安全公钥加密方案,基于判定性截断q-ABDHE问题的困难性,该方案在标准模型下被证明满足选择密文安全性。在该方案中,解密算法的计算代价和密文的长度独立于系统时间周期总数。对比分析表明,该方案的整体性能优于已有的前向安全公钥加密方案。     

A Simpler Construction of CCA2-Secure Public-Key Encryption under General Assumptions

In this paper we present a simpler construction of a public-key encryption scheme that achieves adaptive chosen ciphertext security (CCA2), assuming the existence of trapdoor permutations. We build on previous works of Sahai and De Santis et al. and construct a scheme that we believe is the easiest to understand to date. In particular, it is only slightly more involved than the Naor--Yung encryption scheme that is secure against passive chosen-ciphertext attacks (CCA1). We stress that the focus of this paper is on simplicity only.     

Searchable Encryption Revisited: Consistency Properties, Relation to Anonymous IBE, and Extensions

We identify and fill some gaps with regard to consistency (the extent to which false positives are produced) for public-key encryption with keyword search (PEKS). We define computational and statistical relaxations of the existing notion of perfect consistency, show that the scheme of Boneh et al. (Advances in Cryptology—EUROCRYPT 2004, ed. by C. Cachin, J. Camenisch, pp. 506–522, 2004) is computationally consistent, and provide a new scheme that is statistically consistent. We also provide a transform of an anonymous identity-based encryption (IBE) scheme to a secure PEKS scheme that, unlike the previous one, guarantees consistency. Finally, we suggest three extensions of the basic notions considered here, namely anonymous hierarchical identity-based encryption, public-key encryption with temporary keyword search, and identity-based encryption with keyword search. An extended abstract of this paper appears in Advances in Cryptology—CRYPTO 2005, ed. by V. Shoup, Santa Barbara, California, August 14–18, 2005, Lecture Notes in Computer Science, vol. 3621 (Springer, Berlin, 2005), pp. 205–222. This is the full version.     

基于LFSR高次剩余问题构造公钥密码体制的研究

该文对用线性反馈移位寄存器(LFSR)构造公钥密码体制做了进一步的研究,定义了LFSR的高次(非)剩余问题,基于新的困难问题探讨了构造一种加解密不同于GH的密码原型,并给出了具体的加解密过程,证明了它的可行性;在此基础上,进一步把该体制改进为概率加密体制,克服了GH加密确定性的缺点,同时对体制的安全性和效率做了初步分析,具有单向性和语意安全性,最后证明了该体制的单向性等价于LFSR高次剩余问题,语意安全性等价于LFSR判断高次剩余问题。     

物联网加密技术研究

物联网是一种虚拟网络与现实世界实时交互的新型系统,随着物联网技术的迅猛发展,物联网终端的安全问题也逐渐被重视。文中通过分析物联网终端设备存在的认证、私隐等安全问题,针对终端设备计算能力、网络资源有限的特点,研究了基于IBE密钥参数协商和身份鉴别技术、轻量级加密算法和密码自同步技术,提出了将几种技术相结合的加密技术方案,并对这种方案的安全性进行了分析。     

A new public-key encryption scheme based on LUCas sequence

Investigated the properties of LUCas sequence（LUC）, the paper proposed a new variant of （probabilistic） public-key encryption scheme. Security analysis of the proposed encryption schemes shows that its one-wayness is equivalent to partial LUC discrete logarithm problem in ZN, and for the proposed probabilistic encryption scheme, its semantic security is equivalent to decisional LUC Diffie-Hellman problem in ZN. At last, the efficiency of the proposed schemes is briefly analyzed.