基于身份的加密研究进展*

首先叙述了基于身份的加密定义和安全模型;然后总结了基于身份的加密的研究现状,并分析了几个典型的基于身份的加密方案;最后指出了基于身份的加密存在的问题和进一步的研究方向。     

基于时间分割代理加密的一般性构造方法

基于时间分割代理加密是一种典型的代理密码方案,可以将解密权委托给代理解密者,从而减轻原解密者的解密负担,具有广泛的应用前景,但研究成果相对较少。基于身份加密可直接将用户的身份标识作为公钥,简化了公钥证书的管理,近年来受到广泛关注,研究者提出很多方案。根据基于时间分割代理加密和基于身份加密在算法构成和安全模型两方面的区别与联系,提出一个基于时间分割代理加密的一般性构造方法,并证明其安全性。该方法可将任意一个安全的基于身份加密方案转换成安全的基于时间分割代理加密方案。通过该方法得到标准模型下安全的基于时间分割代理加密方案,大大丰富了基于时间分割代理加密方案的数量和类型。     

新型安全电子邮件加密系统的设计与实现

基于身份公钥加密是一种以用户的身份标识符作为公钥的新型加密体制。本文首先介绍基于身份的公钥加密方案(IBE),给出IBE安全加密体制的基本框架结构与工作原理;设计了一个IBE密钥管理方案,实现IBE公钥和私钥的安全分发;提出了一套基于IBE的安全电子邮件系统,开发了一个PKG密钥服务器和Outlook邮件客户端加密插件,并实现IBE密钥管理方案;最后讨论了IBE邮件加密系统的安全问题。     

一种基于身份的认证加密新方案

将传统的对称加密方法与基于身份的公钥加密系统相结合，设计了一种基于身份的认证加密方案，该方案用椭圆曲线上的双线性映射构造，其安全性基于双线性的计算Diffie-Hellman假设和单向的Hash函数。与以往的文献中基于身份的公钥加密方法相比，该方案系统初始化简单、加密/解密效率高，具有较低的通信成本。     

基于仲裁者的身份加密方案研究

将基于仲裁的身份加密与无证书加密相结合,设计了一个基于仲裁的身份加密(V-MIBE)方案。新方案利用椭圆曲线上的双线性映射构造,通过无证书加密思想解决密钥托管的问题,通过引入仲裁机构解决密钥撤销的问题,新方案能够抵抗替换用户公钥的攻击。与现有的基于身份的加密方案相比,新方案的安全性能显著提高。     

不使用对的基于身份的广播加密

基于身份的加密方案和基于身份的广播加密方案一般都是使用椭圆曲线上的双线性映射(也称为对)来实现的。提出一个不使用双线性映射的基于身份的广播加密方案,基于二次剩余假设,在Random Oracle模型下是可证安全的。     

基于身份体制下多密文等值测试加密方案的一般性构造

基于身份的多密文等值测试加密方案(IB-MET)具有广泛的应用前景,但目前仍缺少高效的构造方案.本文研究基于身份体制下的多密文等值测试加密方案构造.将传统公钥体制构造的加密算法抽象成数据封装和系数封装两个具体的步骤.提出将数据封装机制进行变形后再结合系数封装机制即可实现相应体制下具有多密文等值测试功能的加密方案.给出了基于身份体制多密文等值测试加密方案的一般性构造,以Beneh-Franklin IBE为例给出了一个具体的构造实例.方案基于一个基于身份加密(IBE)方案和BDH困难假设,相比传统的多密文等值测试加密方案,主要增加的计算开销为传统加密算法到基于身份加密算法的额外开销.     

网格中基于身份的源可认证加密系统研究*

研究了网格中加密系统,分析了已有的适用于网格的基于身份的加密系统,发现该系统存在设计上的安全漏洞,给出了一个基于身份的源可认证加密系统。该系统不仅能够保证信息的机密性、完整性,而且还能实现对密文来源的认证。     

基于身份的无线传输层安全握手协议改进方案

现有无线传输层安全(WTLS)协议主要基于数字证书构建,存在通信与计算开销较大、未对服务器证书的有效性进行在线验证等不足。以基于身份的密码体制思想,综合运用基于身份的加密(IBE)、基于身份的签名(IBS)及基于身份的密钥协商(IBAKA)等机制,提出了一种基于身份的密码系统(IBC)的WTLS改进协议。改进协议以身份标识为核心,以传递身份标识代替传递证书,使用IBE、IBS及IBAKA分别完成加密、签名及密钥协商等操作,并在密钥计算中融入了加密者的身份信息,使得密文具有消息源的可认证性。对改进协议的安全性及效率的分析表明,改进协议在确保安全的前提下降低了通信开销。     

条件型非对称跨加密系统的代理重加密方案

为了减轻云应用中移动设备解密的负担,利用基于身份的广播加密（IBBE）、基于身份的加密（IBE）、基于身份的条件型广播代理重加密方案,提出了多条件型非对称跨加密系统的代理重加密方案。该方案允许发送方将信息加密成IBBE密文,一次性发送给多个接收方,其中任一接收方又可以授权给代理者一个多条件型的重加密密钥,代理者利用该多条件型重加密密钥,能将符合多个条件的原始密文重加密成一个新的接收方可以解密的IBE密文。该方案实现了从IBBE加密系统到IBE加密系统的非对称代理重加密,而且代理者可以根据条件将最初的原始密文进行重加密,避免了不需要进行重加密的原始密文被代理者重加密,提高了代理者重加密的效率,同时节约了接收方获悉正确明文的时间。     

基于IBE Service 的新型文件加密系统

基于身份的公钥加密(Identity-based Encryption,简称IBE)体制采用用户ID作为公钥,无需公钥证书操作,较传统的PKI体系具有开发部署简单、应用成本低等优势,尤其适用于密钥集中式管理的企业级应用。设计了一个基于Web Service的IBE密钥管理服务系统IBE Service,实现各个网络安全域内的用户密钥管理,提供以用户安全策略为中心的密钥服务;基于IBE Service开发了一个面向通用文件加密的客户端应用,主要通过SOAP服务接口实现基于XML的IBE密钥数据交互。新型的文件加密系统可将接收方ID直接映射为公钥,接收方自动向IBE Service获取私钥完成文件解密,具有安全、便捷等优点,且支持灵活的ID安全策略管理。     

基于身份密码学的安全性研究综述

目前IBE已经成为公钥加密领域的一个研究热点,而安全性是构建IBE方案的重要因素.在设计公钥加密方案时,通常主要考虑在各种攻击模型下所要达到的安全目标,使用安全目标与攻击模型相结合的方式来定义安全性.在对已提出的IBE方案进行归纳分析的基础上,概括了IBE安全性的形式化定义;总结了安全性所依赖的各种数学难题基础,对各种数学难题之间的强弱关系进行了分析;进而,基于这些强弱关系描述了IBE安全性之间的相互转化规律以及达到高安全性的转化方法,这些方法有一个共同点,就是在加密方案的构造过程中使用了某种测试;接下来,从安全性和效率的角度对比了已提出的典型IBE方案,指出低安全性向高安全性转化必然会带来额外开销,导致效率下降;最后,总结了IBE的缺点、未来研究趋势以及开放性问题.     

Key updating technique in identity-based encryption

Key revocation is critical for the practicality of any public key cryptosystem and identity-based encryption (IBE) system. When a user’s private key is compromised, it is important for him/her to revoke his/her key. Up to now, little work has been published on key revocation in IBE systems. We propose a low-complexity key update technique to solve the revocation problem in an IBE system in which any revoked user is able to re-join the system without changing his or her identity or re-setup the system.     

基于身份的同态密钥协商

在整数环上的同态加密机制和IBE公钥密码体制基础上,提出了基于IBE的同态密钥协商。该协议建立的会话密钥是等献的、前向保密的。和Diffie-Hellman系列密钥协商协议相比,所提出的密钥协商协议具有更快的运算速度;和基于口令的密钥协商协议相比,所提出的密钥协商协议具有较好的安全性。最后利用BAN逻辑证明了该协议的安全性。     

基于IBE的XML加密数据安全交换研究

当前XML加密普遍采用对称算法和非对称算法组合的二次加密方式,并且密钥交换依赖传统PKI体制,存在加/解密过程复杂等缺陷。通过对XML加密规范和IBE体制以及双线性映射算法的研究,提出采用IBE密钥机制和双线性映射算法实现XML加密的数据安全交换方案,对相应的XML数据交换过程和XML加密文件结构进行了设计,对该方式的XML加密关键环节实现方式做了具体阐述。作为一种新型XML加密方案,在保证数据安全交换的同时,简化了XML加密过程,并克服了传统PKI的缺陷。     

An efficient CCA-secure cryptosystem over ideal lattices from identity-based encryption

We first construct an efficient IND-sID-CPA secure IBE cryptosystem from ideal lattices, and proceed with its security proof under the standard model in detail. Then with an asymptotically efficient strongly unforgeable one-time signature, we propose a new CCA secure public key encryption (PKE) scheme over ideal lattices by universal paradigm of IBE transformation. Performance of the resulting PKE system is very close to the underlying IBE scheme and its security can be tightly reduced to decisional R-LWE hardness assumption. Compared with known CCA secure PKE schemes from standard lattices, our new scheme is simpler and more efficient.     

高效可撤销的身份基在线离线加密方案

身份基加密（IBE）需要提供一种有效的成员撤销机制，然而，现有可撤销成员的IBE方案存在密钥更新和加密运算量过大的问题，可能使执行该操作的设备成为系统的瓶颈。将完全子树方法和在线离线技术相结合，通过修改指数逆类型IBE的密钥生成和加密算法，提出了一种高效可撤销的身份基在线离线加密方案。方案利用完全子树方法生成更新钥，使得撤销用户无法获得更新钥，进而失去解密能力；利用在线离线技术，将大部分加密运算在离线阶段进行预处理，使得在线阶段仅执行少量简单计算即可生成密文。与相关知名方案相比，该方案不仅提高密钥生成中心的密钥更新的效率，而且极大减少了轻量级设备的在线加密工作量，适合于轻量级设备保护用户隐私信息。     

加窗的基于身份的吊销方案*

基于身份的加密(IdentityBased Encryption,IBE)作为公钥密码系统,其公钥是任意的字符串。Boneh和Franklin提出了第一个通用的基于身份的吊销方案,但该方案要求昂贵的计算和通信代价。针对上述方案,引入了加窗机制,并设计了加窗的基于身份吊销方案。对该方案的性能分析表明,它满足了密钥吊销机制的可扩展性和灵活性。     

标准模型下基于证书的加密方案的通用构造

主要研究标准模型下基于证书的加密方案(certificate-based encryption,简称CBE)的通用构造,并给出了两个实现方案.首先,以IND-CCA2安全的公钥加密方案、IND-ID-CCA安全的基于身份的加密方案以及强一次性签名方案这3种密码学原型为组件提出了第一个CBE方案的通用构造,并在标准模型下证明了其安全性;其次,针对强一次性签名方案存在的一些问题,以强一次性消息认证码代替一次性签名方案,提出了另一个通用构造.与前者相比,第二个通用构造的性能得到了明显的优化.