有限散射环境下的大规模MIMO系统密钥生成方案

针对有限散射环境下大规模多输入多输出(MIMO)系统中导频开销大且天线间信道相关性高的问题，提出了一种基于多径分离的密钥生成方案。首先，指出了将独立的多径随机源作为本文方案的共享随机源的优势；其次，设计了完整的密钥生成方案，该方案通过收发双方配合完成多径的波达方向(Direction of Arrival, DoA)估计、空域滤波以及功率分配，从而获得多维独立随机源。相比现有方案，所提方案仅需通过合法发送端和接收端两轮导频互发即可获取上述多维独立随机源，有效降低了导频开销；而且，利用独立的多径随机源，避免了传统方案利用多径叠加后的信道随机源而带来密钥容量的损失问题。因此，所提方案能够在不降低系统密钥容量的同时有效减小了大规模MIMO系统的导频开销；再次，理论分析了密钥容量并对功率固定和密钥容量最大约束下的最优功率分配问题进行求解；最后，仿真验证了所提方案在密钥容量和导频开销方面均优于传统密钥生成方案。     

一个可验证的门限多秘密分享方案

基于离散对数计算和大整数分解的困难性、利用RSA加密体制提出了一个新的门限多秘密分享方案。该方案通过零知识证明等协议来防止秘密分发者和秘密分享者的欺诈行为，因而是一个可验证的门限多秘密分享方案。该方案还具有：秘密影子可重复使用；子秘密影子可离线验证；供分享的秘密不需事先作预计算等特点。该方案可用于会议密钥(秘密)分配、安全多方计算、门限数字签名等应用领域。     

基于分组的确定性无线传感器网络密钥预分配方案

目前的无线传感器网络密钥预分配方案按密钥的选取方式可以分成概率性方案和确定性方案两种。确定性方案存在算法复杂、计算开销大、支持的网络规模有限和密钥安全性差等弱点。针对上述问题,本文提出了基于分组的确定性无线传感器网络密钥预分配方案,减少了现有确定性方案的计算复杂度,增加了方案支持的网络规模,提高了密钥安全性。     

向前安全的动态门限签名方案

给出了向前安全的动态门限签名方案的形式化定义，并提出了一个具体的方案，方案具有向前安全的所有属性：将签名的整个生命周期划分成若干个时间段，每个时间段都要进行密钥的更新，更新函数是单向函数，这就使得从当前密钥无法得到之前时间段的密钥，整个生命周期中，公钥不变。同时，具有动态安全的所有性质：提供对密钥份额的周期性更新，可以检测恶意行为，并对错误份额进行恢复。这种签名方案有着重要的意义：如果攻击者不能在一个时间段中攻破不少于门限数目个服务器，就无法伪造当前时间段的签名；即使能够攻破门限数目个服务器，也无法伪造当前时间段之前的签名。     

向前安全的动态门限签名方案

给出了向前安全的动态门限签名方案的形式化定义，并提出了一个具体的方案，方案具有向前安全的所有属性：将签名的整个生命周期划分成若干个时间段，每个时间段都要进行密钥的更新，更新函数是单向函数，这就使得从当前密钥无法得到之前时间段的密钥，整个生命周期中，公钥不变。同时，具有动态安全的所有性质：提供对密钥份额的周期性更新，可以检测恶意行为，并对错误份额进行恢复。这种签名方案有着重要的意义：如果攻击者不能在一个时间段中攻破不少于门限数目个服务器，就无法伪造当前时间段的签名；即使能够攻破门限数目个服务器，也无法伪造当前时间段之前的签名。     

无条件安全的会议密钥分配

讨论了无条件安全会议密钥分配问题．针对会议组成员之间的完善保密通信需要大量共享的一次性密钥问题,以双方的无条件安全密钥协商协议为基础,构造了无条件安全的会议密钥分配协议．这里构造的生成树使得会议密钥分配系统能最大程度地并行运行,且对动态变化的会议成员是有效的．     

策略半隐藏且支持更新的多机构属性加密方案

针对云环境中采用属性基加密机制所引起的隐私泄露和策略更新开销大的问题,提出支持访问策略半隐藏和动态更新的多机构属性基加密方案．该方案采用策略半隐藏方式,将属性分为属性名和属性值两部分,通过对用户的属性值进行隐藏,保护用户的所有属性隐私,避免用户的具体属性值泄露给第三方．另外,方案采用线性秘密共享技术,引入动态策略更新算法,支持与、或、非等任何类型的策略更新,减少传统策略更新中的计算和通信开销．经安全性分析证明,该方案在标准模型下满足选择明文攻击安全．通过与其他方案对比,用户密钥大小、密文大小和解密代价均有所优化,更加适用于云环境中需保护用户隐私及支持策略更新的情况．     

一种高效的本地验证者撤销群签名方案

基于Boneh和Shacham的群签名方案,提出一种后向无关联的本地验证者撤销群签名方案．该方案中成员私钥是由密钥管理者所分发的密钥和成员生成的密钥构成的三元组,从而使得签名具有强防陷害性．在判定线性Diffie-Hellman假设下,应用零知识证明,在签名验证阶段解决了算法运行时间与撤销列表长度成线性关系的问题,验证过程仅需3次多指数运算和1次双线性运算．方案还采用时间间隔的概念实现了后向无关联性,签名长度仅为1533比特．     

多级密钥管理中主密钥的安全保护

针对主密钥的泄露会使其他密钥失去作用,提出了一种基于安全容错性的合成主密钥算法,将主密钥的影子分发给不同的密钥卡和主密钥合成服务器以保护主密钥.利用零知识证明技术可以发现影子被篹改的密钥卡,从而确保当少数部件被攻击后,主密钥的机密信息并没有暴露,而且任何一个在线的部件无法恢复主密钥.通过安全性分析表明:此算法使整个系统具有弹性和抗合谋攻击性,在攻击后能持续工作.     

基于PTPM的Ad Hoc网络密钥管理应用研究

为了增强Ad Hoc网络节点密钥的安全性,结合组合公钥密码体制,提出一种基于便携式可信平台模块(PTPM)的非对称预分配密钥管理应用方案.该方案通过私钥生成中心为节点预分配主密钥子集及基于时间获得密钥更新的方式,降低了Ad Hoc网络密钥管理中的通信开销;利用PTPM作为节点密钥管理的安全防护基础,保障了预分配密钥的安全性及节点本身的可信性.与同类方案相比,此方案能有效降低通信开销.原型系统实际测试结果表明,该方案为Ad Hoc网络提供了具有硬件支撑的快速密钥管理服务及简单的应用范例.     

先动的可公开验证服务器辅助秘密共享

如何保护密钥的安全性是一个重要的安全问题. 为了应对这个问题,提出了一个先动的可公开验证服务器辅助秘密共享方案,方案中秘密可公开验证的共享在用户和一组服务器中,秘密重构是用户驱动的. 另一个很重要的特点是方案具有双向发起的先动属性,即用户和服务器的份额在每个时间周期都进行更新,每次的更新操作是用户和服务器双方发起的,这使得方案十分公平,并使得敌手更难危机密钥的安全性.     

对一类无证书签名方案的攻击及改进

给出了对一个已有的高效无证书签名方案的替换公钥攻击,表明了在该方案中,攻击者可以通过替换签名者公钥伪造签名。进而针对该攻击提出了改进方案,改进方案将用户单一公钥替换为公钥对,增加了公钥有效性验证,简化了签名产生算法,在随机预言机模型下具有存在性不可伪造性。     

基于无证书的门限条件代理重加密方案

条件代理重加密可以根据条件对密文进行细粒度的授权,现有的方案多数是基于公钥基础设施或身份公钥来实现,存在证书管理和密钥托管问题。 为了解决这些问题,提出了一种新的无证书门限条件代理重加密方案,在生成原密文和重加密密钥时加入条件信息,代理服务器在重加密前先对条件符合性进行验证,确保只有条件匹配的密文才能被重加密。 利用门限技术实现对重加密密钥和授权者私钥的保护,同时可以抵御替换用户公钥的第一类敌手和掌握系统主密钥的第二类敌手的攻击。 仿真结果表明,所提方案在重加密密钥生成与重加密过程中计算效率较高,为分布式云存储等应用中的密文共享提供了基础。     

随机预言模型下可证安全的门限FFS签名方案

给出了一种随机预言模型下可证适应性安全的门限FFS签名方案的严格安全性证明.在随机预言模型下,若基础的FFS签名方案在选择消息适应性攻击下是不可伪造的,且假设计算模大安全素数的离散对数问题是困难的,证明了该方案是不可伪造的、鲁棒的和适应性安全的.     

一个可验证的门限多秘密分享方案

基于离散对数计算和大整数分解的困难性、利用RSA加密体制提出了一个新的门限多秘密分享方案.该方案通过零知识证明等协议来防止秘密分发者和秘密分享者的欺诈行为,因而是一个可验证的门限多秘密分享方案.该方案还具有秘密影子可重复使用;子秘密影子可离线验证;供分享的秘密不需事先作预计算等特点.该方案可用于会议密钥(秘密)分配、安全多方计算、门限数字签名等应用领域.     

一种基于对偶Regev加密的门限公钥加密方案

针对Regev方案不能有效地抵抗密钥恢复攻击的问题,提出一种基于Gentry-Peikert-Vaikuntanathan（GPV）方案的门限公钥加密方案.方案主要由分布式密钥生成协议和有效非交互的解密协议构成,融合了Shamir秘密共享算法和拉格朗日算法,使之能够抵抗静态和被动敌手收买的攻击.通过理论分析证明了所提方案的正确性.在通用可组合的框架下,验证了所提方案的安全性.     

对一类无证书强代理签名方案的攻击及改进

通过对一类已有的高效无证书强代理签名方案进行分析,给出了该方案所存在的一种替换公钥攻击,指出了该方案存在的安全问题,表明了攻击者可以通过替换原始签名者的公钥伪造代理授权,进而伪造代理签名. 针对该攻击提出了一种改进方案,使其克服了原方案所存在的问题,具有更高的安全性.     

支持直接撤销的固长密文策略属性基加密方案

该文提出一种支持直接撤销功能且具有固定长度的密文策略属性基加密方案,首先给出了该属性基加密方案的形式化定义和安全模型,然后对方案具体的实现进行了阐述,最后给出了该方案在标准模型下的安全性证明。该方案在密文长度和解密开销固定的同时,允许用户在加密过程中将撤销列表嵌入到密文中以实现直接撤销,保证了仅当用户所拥有的属性满足密文访问结构且用户身份没有出现在撤销列表的前提下,才可以使用自己的私钥解密执行解密。对比分析结果表明,该方案较同类方案具有更高的计算效率且支持更灵活的访问结构。     

多点视频会议中终端申请发言等附加功能的实现

在目前多点视频会议当中,终端用户的权限往往都很有限,对会议过程的控制能力比较弱,本文就针对这类问题提出了一种终端附加控制功能-终端主动申请发言的方法。该方法利用终端的远端摄像机控制能力实现终端申请发言和申请主席等功能,方法操作简单、实用,具有很好的推广价值。     

基于双重加密的敏感数据限时访问研究

在云外包存储的背景下,针对外包存储中共享敏感数据的定时删除问题,提出基于双重加密的敏感数据限时访问方案。首先对称加密待共享的敏感数据文件,随后对加密后的文件进行随机分割提取,形成提取密文分量和封装密文分量;然后采用限时属性基加密算法对对称密钥和提取密文分量进行加密,生成访问控制对象;最后将访问控制对象同封装密文分量一同上传至云服务器。通过该方案,授权用户能够在限时属性基加密的访问时限窗口中解密访问控制对象,获取对称密钥和提取密文分量,并合成原始密文,恢复明文。访问时限窗口过期后,任何用户都无法属性基解密访问控制对象,获取对称密钥,恢复明文,从而实现敏感数据的定时删除。通过敌手攻击模型,分析并证明了该方案的安全性。