基于IC协议的分块加密方案及其应用

快递面单泄密问题在给个人带来安全隐患的同时,也制约着快递企业的快速发展。针对快递面单隐私保护进行了研究。将基于身份的加密体制（BF-IBE）、权限设计思想及二维码技术相结合,设计了一种分块加密方案,采用一种新的用户私钥分发协议（IC协议）来解决密钥管理问题。将分块加密方案应用于快递隐私保护领域,设计了新型隐私面单与快递业务流程。结果分析表明,分块加密方案所采用的IC协议无须求逆运算,双线性对运算有效降低,便于密钥管理。在加解密效率上分块加密方案与BF-IBE相当,安全性基于椭圆曲线上的离散对数问题,应用于快递领域能有效保护用户隐私,可推广至其他有分块加密需求的领域。     

一种基于HECRT的物联网密钥管理方案

针对物联网环境下的密钥管理、隐私保护等安全问题,提出一种基于同态加密与中国剩余定理(HECRT)的密钥管理方案,给出基于节点位置信息的分层网络模型,根据节点位置信息进行网络设施部署。通过构造双重密钥池实现网络密钥管理和分配,从而节省网络开销和节点资源消耗。在通信过程中采用同态加密技术处理节点隐私信息,以保障用户隐私数据的安全。仿真结果表明,该方案具有较好的网络连通性和较高的安全性。     

可隐私保护的电子交易新方案

针对电子交易中的隐私安全问题,提出了一个可保护用户隐私的电子交易方案。方案将不经意传输协议和ElGamal签名相结合,实现了电子交易中交易双方的隐私安全。用户使用序号选择商品,匿名付费给银行;银行将商品的数字签名发送给用户,用户使用数字签名和商家进行不经意信息交互;对序号进行幂运算加密得到密钥,商家不知道用户订购何种数字商品,序号的隐蔽性和制约性也使得用户不能以没有选择的序号打开消息,用户得到且只能得到自己订购的数字商品。正确性证明和安全性分析结果表明,方案保护了交易双方在电子交易过程中的交互信息,同时防止商家恶意欺诈行为。方案签名短,计算量小,密钥动态变化,安全性强。     

基于双层加密和密钥共享的云数据去重方法

数据去重技术在云存储系统中的广泛应用,可以有效地节省网络通信带宽,提高云服务器的存储效率.随着信息安全问题的日益凸显,用户对于数据隐私的重视程度越来越高.为保护数据隐私,用户普遍将数据加密后上传至云服务器.相同的数据经过不同用户加密后得到不同的密文,使得云服务器难以进行数据重复性检测.如何在保护数据隐私的前提下,实现云存储中加密数据的去重,成为研究的热点问题.现有方案大多借助可信第三方实现云数据安全去重,但可信第三方在现实应用中极难部署,且易成为系统瓶颈.提出一种基于双层加密和密钥共享的云数据去重方案,无需可信第三方参与,实现云存储中加密数据的安全去重.通过划分数据流行度,对隐私程度较高的非流行数据采用双层加密机制进行保护.内层为收敛加密,外层为对称加密.借助门限秘密共享机制,将外层加密使用的加密密钥保存到多个密钥管理服务器,实现不同用户间的密钥共享.对隐私程度不高的流行数据,采用简单高效的收敛加密.安全性分析与性能对比体现本文的方案具有较高的安全性与执行效率.通过仿真实验,验证了方案的可行性和高效性.     

支持区间查询的基于位置服务外包数据隐私保护方案

随着云计算技术的迅猛发展,越来越多的LBS服务被外包到云上运行以减少本地的计算和存储成本。然而,外包环境下的云服务器通常被认为是一个半可信的实体,LBS提供商的数据安全和用户的个人隐私将会面临新的安全挑战。针对现有基于位置服务数据外包方案中不支持区间查询和隐私保护不足等问题,文章提出一种支持区间查询的LBS外包数据隐私保护方案,利用非对称向量积保值加密和公钥可搜索加密对LBS坐标和关键词进行加密,实现LBS数据的机密性和用户查询模式的隐私性;利用轻量级的矩阵运算使用户在不泄露查询区间的前提下准确获得所需LBS数据。在新用户注册方面,采用基于双线性配对运算实现用户身份认证。安全性和性能分析表明,文章方案较同类方案具有一定优势。     

Boneh-Boyen1基于身份加密体制的安全密钥分发

为了提高基于身份加密体制的用户密钥安全性,解决基于身份加密体制中的密钥托管问题成为一个重要课 题。提出了一种针对13onch-13oycn:基于身份加密体制的安全密钥分发方案,方案中系统的主密钥分片分别保存于一 个密钥生成中心和多个密钥隐私中心处,用户的私钥生成需要用户收到密钥生成中心和密钥隐私中心发来的多个私 钥分片,以避免密钥生成中心获取用户的私钥。在标准模型中证明了密胡分发方案能够保证密钥生成中心无法获取 用户的私钥,能够有效解决13onc卜13oycn:基于身份加密方案的密钥托管问题。     

基于区块链的医疗数据流共享

为解决医疗数据流场景存在的数据共享不灵活和医患关系泄漏问题，提出一种基于区块链的医疗数据流共享方案。提出基于密钥生成树的密钥管理策略和密钥搜索策略，用户可根据自身需求使用密钥流加密医疗数据且灵活地共享数据。此外，基于密码学原语提出有效的协议保护区块链上医生和患者的身份信息，实现医患关系隐私保护。安全分析和实验结果分析表明，所提方案可以实现医疗数据流安全和灵活的共享，以及医患关系的隐私保护。     

区块链环境下支持隐私保护的数字权限管理

针对数字权限保护中对数字内容安全和用户隐私保护的需求,提出了一种支持区块链环境下隐私保护的数字权限保护方案,设计了区块链环境下数字内容权限全生命周期保护和用户隐私保护的框架,主要包括内容加密、许可授权和内容解密3个协议。利用Diffie-Hellman密钥交换和加法同态加密算法,实现了内容加密密钥的保护和分发,同时保证了内容加密密钥的安全性和用户的隐私性,防止区块链中的其他节点收集用户的敏感信息,如用户的使用习惯。与传统的数字权限保护方案相比,该方案基于区块链具有信息公开透明、信息不可篡改等特点,并且保护了内容安全和用户的隐私,具有较好的实用性。安全性分析表明,该方案在区块链环境下是安全的;仿真实验结果表明,该方案能够以较低的开销实现用户的隐私保护。     

一种可控可信的匿名通信方案

加密技术只能对通信数据的内容进行保护,在电子投票、电子医疗、电子商务和电子现金等一些特殊的应用领域,用户的身份、行为、地理位置等隐私信息的保护程度是评估整个系统安全性的重要因素之一.常用的隐私保护方法是利用匿名通信技术来抵抗窃听和流量分析攻击,但匿名通信技术在增强用户身份等隐私信息保护的同时,恶意用户的身份与行为也受到了匿名保护,如何保护合法用户隐私的同时又能防止恶意行为的攻击是推动匿名通信技术大规模应用的关键.作者以增强计算机安全的可信计算技术为基础,提出一种基于可信平台模块的可控可信匿名通信系统架构,该架构通过群组通信技术实现发送方的身份匿名,在通信链路上采用加密嵌套封装的数据通信方法实现用户行为、地理位置等隐私信息的保护.利用这一框架实现的匿名通信方案是由用户向身份管理中心注册获取群组信息、通过可信性评估的用户从节点服务器下载信任节点、用户用随机选择的信任节点建立匿名通信链路、服务提供方对恶意匿名行为用户的追踪等4个功能模块组成.作者对这些模块的协议进行了体系化设计,并给出了每个模块对应的协议方案.通过对方案的安全性、可信性、匿名性、效率等方面的分析与仿真,表明该方案具有较好的安全性、可控性与可信性,可以满足未来互联网环境下大规模部署匿名通信系统的需要.     

基于椭圆曲线的ElGamal型位置隐私保护方案

针对协作频谱感知场景下次用户的位置隐私问题,提出一种基于椭圆曲线的ElGamal型位置隐私保护方案。首先,次用户通过椭圆曲线上的ElGamal公钥密码体制加密原始感知报告后发送给可信第三方;其次,可信第三方对加密后的感知报告进行第一次解密,并且混淆后,发送给融合中心;再次,融合中心进行第二次解密操作后得到原始感知报告;最后,分析该方案的安全性。该方案使感知报告的加密方式基于椭圆曲线上的公钥密码体制,并使可信第三方对感知报告进行混淆,实现了次用户位置隐私的保护。同时,与其他方案相比,该方案有效地降低了通信开销和存储开销。此外,该方案具有容错机制和动态机制,增强了方案的实用性。     

基于生成对抗网络的模糊密钥加密通信研究

解决模糊密钥加密通信问题,并利用生成对抗网络的方法初步实现对称密钥下的模糊密钥加密通信方案。首先利用神经网络实现两方模糊密钥加密通信,实现16 bit特密钥对称加密通信中6 bit密钥差异的模糊密钥加密通信。在此基础上考虑敌手存在的模糊密钥加密通信模型,利用GAN思想对通信双方与敌手进行对抗训练,实现16 bit密钥对称加密通信中4 bit密钥差异的模糊密钥通信,实验所得模型中通信双方可正常通信而敌手在可获取密文情况下无法获取明文信息。实验证明了利用神经网络与生成对抗网络解决模糊密钥加密通信问题的可行性。     

基于强化学习的低时延车联网群密钥分配管理技术

车联网的通信密钥管理水平决定其信息保密性和抵御电子欺骗等基于用户身份的攻击的安全性。现有密钥管理方案采用固定频率更新车联网的群密钥,增大了密钥更新时延和加密时延。提出一种基于强化学习的低时延车联网群密钥分配管理技术,令群首车辆根据周边车辆数目变化和密钥更新记录等因素优化其群密钥的更新频率和密钥长度。该技术不需要群首车辆预知附近的车流变化模型与访问驱动高速缓存攻击模型,降低加解密时延,并在基于高级加密标准的车联网仿真进行验证。仿真结果表明,相比基准的群密钥管理方案,该技术降低密钥更新的传输时延,减少车联网的加解密计算时延,并提高群密钥的保密性。     

混沌系统在网络保密通信中的应用方法

混沌保密通信是当今研究信息安全的热门课题之一。该文就混沌系统应用于保密通信的基本理论,编码方式和密钥等内容作一简要讨论,并采用一次一密密码机制,用Lorenz系统的混沌输出作为密钥对文本文件进行加密和解密。这种一次一密加密方式具有很强的抗破译性。     

基于ECC的高效可认证组密钥协商协议

基于椭圆曲线密码体制(ECC)，建立了一个高效可认证的组密钥协商协议。该方案具有如下特点：(1)协议仅需要两轮交互，就可以实现组密钥协商; (2)利用类ElGamal密码系统，无需使用密钥分享技术，因此减轻了各参与方的计算量与通信负担; (3) 协议能够抵抗自适应选择消息攻击。     

基于BRLWE的物联网后量子加密技术研究

随着量子计算机的发展,现有的公钥加密体系无法保障物联网通信的安全性。后量子加密算法所基于的数学难题目前还不能被量子计算机攻破,因此具备良好的抗量子安全性,尤其是基于格的公钥密码体制,有望成为下一代公钥加密体系的主流。然而,后量子加密算法存在计算量大、存储空间大等问题,如果将其直接应用于物联网终端的轻量级设备中,会降低物联网环境的通信效率。为了更好地保护物联网通信安全,保障物联网通信效率,提出了Sym-BRLWE(symmetrical binary RLWE)后量子加密算法。该算法在基于二进制环上容错学习(BRLWE,binary ring-learning with errors)问题的加密算法的基础上,改进了离散均匀分布上的随机数选取方式和多项式乘法的计算方式,从而满足物联网通信的效率要求,增加了加密安全性防护性措施以保证算法在取得高效率的同时具有高安全性,更加适应于物联网轻量设备。安全性分析表明,Sym-BRLWE加密算法具有高安全性,从理论上能够抵抗格攻击、时序攻击、简单能量分析和差分能量分析;仿真实验结果表明,Sym-BRLWE加密算法具有通信效率高的优势,加密解密效率高且密钥尺寸小,在模拟8 bit微型设备的二进制运算环境下,选择140 bit的抗量子安全级别参数时,相较于其他已有的基于BRLWE的加密算法,同等加密条件下Sym-BRLWE加密算法能够在加密总时间上减少30%~40%。     

基于生成对抗网络的抗泄露加密算法研究

生成对抗网络（Generative Adversarial Networks,GANs）是一种深度学习模型,通过与辨别模型的对抗获得逐渐完善的生成模型,用以产生真假难辨的数据,而利用生成对抗网络实现加密算法是一个新的研究方向。在16位密钥对称加密方案下,对Abadi等人的基本加密通信模型做了抗泄漏加密通信测试,发现了利用生成对抗网络实现抗泄露加密通信的可能性。对通信双方和敌手的神经网络模型进行了改进,通过修改系统的激活函数,获得3比特密钥泄露情况下的加密算法模型,通过增加解密方和敌手模型的复杂度可提高通信的稳定性。在模型中增加批规格化处理,进一步提升了抗泄露加密通信能力。最终可以在8位泄漏的情况下,保证通信双方正常通信且敌手无法获取秘密信息。为抗泄露加密通信问题提供了一种全新的解决方案,并通过实验证明了方案的可行性。     

基于同态加密机制的无线群组密钥分配协议

根据无线群组通信的特点,基于同态加密机制采用集中式与分布式管理相结合的方法,提出一种新的安全无线群组密钥分配协议。该协议提供群组成员的认证和匿名性,具有前向保密性和后向保密性。协议初始化阶段完成了大部分计算,减少用户终端在协议执行过程中的计算量,满足无线群组通信的实时要求。分析表明,新协议安全性高,计算复杂度低,实时性好,简单且易于实现,适用于无线网络环境。     

基于NTRU的3G移动通信认证和密钥分配方案

指出3GPP提出的3G认证和密钥分配方案存在的安全漏洞。针对存在安全问题提出一个基于NTRU公钥密码体制的3G认证和密钥分配方案,该方案中将原认证和分配方案进行明文传输的身份信息与各安全参数用NTRU公钥加密算法进行加密保护,防止了恶意攻击者对身份信息以及安全参数的伪造与篡改,提高了认证和密钥分配方案的安全性和可靠性。同时该方案保持了原认证方案的结构模式,易于从原方案进行扩展实现。由于NTRU公钥密码方案在计算开销和带宽开销上的优势,使得该方案能在计算资源与存储资源都相对有限的移动通信网络环境下实现。     

一种基于3G网络端到端加密的新型密钥管理方案研究

现今人与人之间传输数据时越来越依赖于3G移动通信网络,特别是第三代移动通信网络（3G）。尽管3G网络实现了网络组件内数据的机密性、完整性,但它并不提供用户端到端的机密性和完整性,而端到端加密的关键是有效地管理每一个密钥。因此文章提出了一种新的端到端加密的密钥管理方案,该方案基于三方Diffie、Hellman密钥协议算法,充分利用了3G的特殊性,只增加一种新的软件,几乎没有改变3G的物理结构。文章还对方案进行了评估,证明了该协议能够提供消息的机密性,以及通信双方双向认证的正确性。     

一种应用于移动计算环境的安全方案的设计

针对目前移动计算网络面临的安全问题，提出了一种基于共享密钥认证体制的移动计算安全方案。这个方案可以实现双向认证，区域隐匿，数据加密，具有较高的实现效率；同时能够在保证QoS的前提下实现安全认证。