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.     

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。     

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.     

基于认证的高效公钥加密算法

 2003年,Gentry提出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和/或身份进行签名,并将签名作为认证发送给申请者,申请者保存该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和/或身份的认证和接收方公钥对应的私钥,因此基于认证的加密方案同时具备基于身份加密方案的公钥可认证性和传统公钥方案中的私钥免撤销性.本文提出一种高效、紧凑的基于认证的公钥混合加密算法,新算法能在非随机预言机模型下被证明满足选择密文攻击安全.     

适用于卫星网络的IBE安全密钥分发

分析了卫星网络的通信特点,提出一种基于身份加密体制的安全密钥分发方法,用于解决在卫星网络中基于身份加密体制的密钥托管问题。该方法将密钥生成中心的功能进行划分,并将划分后的子功能分别由不同实体完成,网络结点通过与不同实体交互计算出私钥,防止单个密钥生成中心获取网络结点的私钥。安全性分析和仿真分析表明,该方法具有良好的安全性,在卫星网络中具有较高运行效率。     

云环境中抵御内部关键字猜测攻击的快速公钥可搜索加密方案

随着云计算的发展,以密文检索为核心的安全和搜索性能问题成为研究的重点.在传统的加密方案中,大多只解决了抵御外部关键字猜测攻击问题,往往忽视了诚实且好奇的云服务器问题.为了提高密文安全性,该文提出快速搜索的抵御内部关键字攻击方案.首先,引入高效的加密倒排索引结构的公钥密文搜索方案,实现关键字的并行搜索任务.其次,在构建密文倒排索引时加入数据拥有者的私钥抵御恶意云服务器的关键字攻击.与传统的公钥可搜索加密相比,该方案在很大程度上增强了搜索系统的安全性和搜索效率.     

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。     

云环境中抵御内部关键字猜测攻击的快速公钥可搜索加密方案

随着云计算的发展,以密文检索为核心的安全和搜索性能问题成为研究的重点。在传统的加密方案中,大多只解决了抵御外部关键字猜测攻击问题,往往忽视了诚实且好奇的云服务器问题。为了提高密文安全性,该文提出快速搜索的抵御内部关键字攻击方案。首先,引入高效的加密倒排索引结构的公钥密文搜索方案,实现关键字的并行搜索任务。其次,在构建密文倒排索引时加入数据拥有者的私钥抵御恶意云服务器的关键字攻击。与传统的公钥可搜索加密相比,该方案在很大程度上增强了搜索系统的安全性和搜索效率。     

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。     

具有隐私保护的云存储访问控制方案

针对传统的访问控制方案无法在云计算环境下保护用户的属性隐私,提出了具有隐私保护的云存储访问控制方案。采用混合加密体制实现了数据的机密性,即利用对称密钥加密明文数据,再利用公钥密码体制对对称密钥进行加密。在新的访问控制方案中,公钥加密采用了匿名的密文策略下基于属性的加密技术。安全性分析表明,新方案在保护用户属性隐私的同时,达到了选择明文安全性,可抵抗恶意用户及云存储服务器的合谋攻击。     

基于周期耦合处理的CAN总线数据组合加密方法

针对智能网联时代控制器局域网络(CAN)总线传输轻量化安全加密的需求，提出了一种响应快、安全性高的CAN总线数据加密方法，针对64位CAN报文周期性发送特点，设计与报文传输周期耦合的在线离线分组加密方案，离线段利用高级加密标准生成动态会话密钥，在线段则利用动态会话密钥快速响应报文的分组加解密请求。通过离线段的预加密计算大幅降低在线计算时延，实现低时延、轻量化；同时，基于CAN各车载单元属性，利用基于密文策略的属性加密方法对CAN报文的分组密码进行加密、分发，通过数据发送单元制定的访问控制策略确保仅目标单元可解密分组密码，实现针对性加密。     

面向移动云计算的多要素代理重加密方案

云与移动计算的融合使用户能够更方便快捷地获取数据和服务,但是由于云平台和移动通信网络的开放性,如何在移动云计算环境下实现数据安全的访问和使用成为了亟待解决的问题。设计了一种基于多要素访问控制条件的代理重加密方案,包含系统模型、重加密算法及重加密密钥描述方法。基于该方案,云计算数据中心通过移动用户的访问请求,获取用户的客观访问控制条件,为用户生成相应的重加密密文,用户使用自身私钥即可对授权数据解密。在不增加用户密钥管理量的前提下,实现了移动云计算的多要素代理重加密。     

空间网络中基于身份的分布式密钥管理研究

为解决在空间网络中实施集中式密钥管理困难以及维护公钥证书开销过大等问题,论文设计了一种基于身份的分布式密钥管理方案。结合空间网络特点,给出了分布式私钥生成中心的构建方法。并利用Boneh和Franklin提出的基于身份的公钥加密体制,设计了私钥更新、主密钥分量更新和会话密钥协商等策略。分析和仿真验证,该方案能满足安全要求,具有较好的扩展性。     

非对称加密体制中RSA算法的研究

由于对称加密体制的安全性难以保障,在网络安全状况日益严重的情况下,需要有一种强有力的安全加密方法来保护重要的数据不被窃取和篡改,非对称加密体制利用公钥和私钥来解决对称加密体制的安全性的缺点,RSA加密算法是实现非对称加密体制的核心,也是应用最广泛的一种加密算法,深入研究RSA加密体制的实现原理与算法,为该算法的应用提供理论基础.     

一种基于整数多项式环上的非对称全同态加密方案

大数据时代下用户数据的隐私安全面临着重大威胁。全同态加密因其满足云计算安全性需求的特性日益受到重视,所以同态加密算法成为保护云端数据的一种有效手段。基于整数多项式环构建了一种非对称的全同态加密方案,其中,包括密钥生成算法、加密算法、解密算法、重加密算法、解密正确性证明以及同态性证明。该方案运行一次KeyGen算法生成一次参数,即可以对批量的明文进行加密运算,也可以对批量的密文进行同态运算,加密效率和同态计算效率高,且该方案的安全性基于近似最大公约数问题。     

多级访问安全下电网综合运维信息加密共享

常规加密共享方法发送信息密文时，选择的传输路径时延较大，导致信息的加密与解密时间开销较大，因此提出多级访问安全下电网综合运维信息加密共享方法。筛选属性集合满足多级访问控制树的合法用户，生成用户属性密钥。以16位字节为一组，划分运维信息明文数据。利用加密公钥和属性密钥，加密电网综合运维信息，生成密文数据。选择最优传输路径，传输密文数据块并优化密文块解密流程，实现运维信息共享。实验结果表明，所提出加密共享方法缩短了信息加密时间和解密时间，提高了数据加解密效率。     

新的格上多机构属性基加密方案

针对基于双线性映射的属性基加密方案中无法抵抗量子攻击的问题,该文提出一种新的格上多机构属性基加密方案。先利用格上左抽样算法为用户生成密钥,使得用户私钥尺寸与级联矩阵的列数和用户属性个数相关,缩短用户私钥尺寸;然后采用Shamir门限秘密共享技术构造访问树,实现属性的与、或、门限3种操作,密文允许基于任意的访问结构生成,表达能力更加丰富,解决了大多方案中访问策略单一问题;方案证明可在标准模型下归约到判定性带误差学习问题的难解性。对比分析表明,方案系统公私钥、用户私钥和密文尺寸均有所优化,并较优于大多数单机构方案,此外方案存在多个属性机构,支持任意单调访问结构,安全性和实用性更满足云环境需求。     

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。     

基于非对称密码系统的多图像加密算法

基于变形分数傅里叶变换提出一种非对称光学图像加密算法。在光学系统中,引入非线性相位截断策略消除了线性对称密码系统存在的安全隐患。幅相调制技术结合相位截断运算实现单通道多图像加密,通过重复使用一组光电混合设备,5幅图像被加密为一个实值密文。相位保留运算产生与原始图像相关的4个私钥,变形分数傅里叶变换的分数阶次和4个私钥增大了算法的安全性。数字模拟结果验证了该算法的可行性和有效性,加密和解密图像的均方误差分析了所有密钥的安全性。     

区块链上基于云辅助的密文策略属性基数据共享加密方案

针对云存储的集中化带来的数据安全和隐私保护问题,该文提出一种区块链上基于云辅助的密文策略属性基(CP-ABE)数据共享加密方案.该方案采用基于属性加密技术对加密数据文件的对称密钥进行加密,并上传到云服务器,实现了数据安全以及细粒度访问控制;采用可搜索加密技术对关键字进行加密,并将关键字密文上传到区块链(BC)中,由区块链进行关键字搜索保证了关键字密文的安全,有效地解决现有的云存储共享系统所存在的安全问题.该方案能够满足选择明文攻击下的不可区分性、陷门不可区分性和抗串联性.最后,通过性能评估,验证了该方案的有效性.