【摘要】：密碼系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境中運(yùn)行時(shí)通常會(huì)受到攻擊者的物理攻擊,為了抵抗這類攻擊所帶來的危害,抗泄漏密碼學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。在它所考慮的場(chǎng)景中,敵手可以額外的獲取關(guān)于密碼系統(tǒng)內(nèi)部執(zhí)行狀態(tài)的泄漏信息,因此構(gòu)造在此環(huán)境下安全的密碼學(xué)方案與構(gòu)造傳統(tǒng)密碼學(xué)方案比起來更具挑戰(zhàn)性。尤其是當(dāng)敵手可以持續(xù)的獲得有關(guān)內(nèi)部狀態(tài)的泄漏信息時(shí),也就是說模型中并不對(duì)敵手可以獲得的總信息量做預(yù)先限制時(shí),構(gòu)造相應(yīng)的密碼方案的任務(wù)將變得非常困難。因此,我們需要發(fā)展新的技術(shù)來解決這個(gè)問題。在本文中,我們將重點(diǎn)關(guān)注于哈希證明系統(tǒng)這一技術(shù)手段,并研究如何發(fā)展并利用這一技術(shù),以達(dá)到在連續(xù)內(nèi)存泄漏場(chǎng)景中構(gòu)造公鑰加密方案的目的。哈希證明系統(tǒng)是無泄漏場(chǎng)景和有界泄漏場(chǎng)景中構(gòu)造公鑰加密方案的一個(gè)最基本的工具。然而,目前還不清楚如何利用哈希證明系統(tǒng)去在連續(xù)泄漏場(chǎng)景下構(gòu)造公鑰加密方案。在本文中,我們將引入哈希證明系統(tǒng)的一個(gè)變形——可更新哈希證明系統(tǒng),并利用這個(gè)新的工具來解決連續(xù)泄漏場(chǎng)景下公鑰加密方案的構(gòu)造問題。顧名思義,可更新哈希證明系統(tǒng)即為擁有私鑰更新能力的哈希證明系統(tǒng),除此之外,我們還要求其在連續(xù)內(nèi)存泄漏場(chǎng)景下可以保持哈希證明系統(tǒng)的一些良好的性質(zhì)�？梢钥吹�,可更新哈希證明系統(tǒng)非常適合于在連續(xù)內(nèi)存場(chǎng)景下構(gòu)造具有不同安全等級(jí)的公鑰加密方案,并且可以基于一些常見的假設(shè)實(shí)例化。我們的貢獻(xiàn)主要包括以下三個(gè)方面：首先,我們提出的新工具,可更新哈希證明系統(tǒng),為連續(xù)內(nèi)存泄漏場(chǎng)景下公鑰密碼學(xué)的構(gòu)造帶來了新的視角,并為一些已有的方案帶來了新的解讀。其次,我們發(fā)現(xiàn),對(duì)幾乎所有已知的基于哈希證明系統(tǒng)的公鑰加密方案來說,僅僅通過簡(jiǎn)單的將方案中的哈希證明系統(tǒng)替換為可更新哈希證明系統(tǒng),就可以在保持方案原有安全屬性不降低的情況下將方案升級(jí)為可以抵抗連續(xù)內(nèi)存攻擊的方案。這里需要指出的是,連續(xù)內(nèi)存泄漏的抵抗完全來自與可更新哈希證明系統(tǒng)本身,而且整個(gè)方案的結(jié)構(gòu)保持不變,這也為密碼系統(tǒng)的升級(jí)帶來了極大的便利。最后,我們發(fā)現(xiàn),可以基于雙線性群上的常用假設(shè)對(duì)可更新哈希證明系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)例化。而且,實(shí)例化后的方案具有很高的效率。特別的,就連續(xù)內(nèi)存泄漏場(chǎng)景下選擇密文安全的公鑰加密方案來說,本文中所提出方案的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于已有的方案。
[Abstract]:In order to resist the harm caused by this kind of attack, the anti-disclosure cryptography comes into being in order to resist the physical attack of the cryptosystem when it runs in the real environment. In the scenario under consideration, the enemy can obtain additional information about the internal execution state of the cryptographic system, so it is more challenging to construct a secure cryptographic scheme in this environment than to construct a traditional cryptographic scheme. Especially when the enemy can continuously obtain information about the internal state, that is, the model does not pre-limit the total amount of information the enemy can obtain, the task of constructing the corresponding cryptographic scheme will become very difficult. Therefore, we need to develop new technology to solve this problem. In this paper, we will focus on the hashing proof system as a technical means, and study how to develop and utilize this technique to construct a public-key encryption scheme in a continuous memory leak scenario. The hash proof system is a basic tool for constructing public key encryption schemes in undisclosed and bounded leak scenarios. However, it is not clear how to use the hash proof system to construct a public key encryption scheme in a continuous leak scenario. In this paper, we will introduce a variant of the hash proof system, the updatable hash proof system, and use this new tool to solve the problem of constructing a public-key encryption scheme in a continuous leak scenario. As the name implies, the updatable hash proof system is a hash proof system with the ability to update the private key. In addition, we also require it to maintain some good properties of the hash proof system in a continuous memory leak scenario. It can be seen that the updatable hash proof system is very suitable for constructing public key encryption schemes with different security levels in continuous memory scenarios and can be instantiated based on some common assumptions. Our contributions mainly include the following three aspects: firstly, our new tool, the updatable hash proof system, provides a new perspective for the construction of public key cryptography in a continuous memory leak scenario. And for some of the existing programs to bring a new interpretation. Secondly, we find that for almost all known public key encryption schemes based on hash proof systems, we simply replace the hash proof system in the scheme with an updatable hash proof system. The scheme can be upgraded to a scheme that can resist continuous memory attack without lowering the original security properties of the scheme. It should be pointed out here that the resistance to continuous memory leakage comes entirely from the updatable hash proof system itself, and the structure of the whole scheme remains unchanged, which also brings great convenience to the upgrade of the cryptographic system. Finally, we find that we can instantiate the updatable hash proof system based on the common assumptions on bilinear groups. Moreover, the instantiated scheme has a high efficiency. In particular, the efficiency of the scheme proposed in this paper is far better than that of the existing scheme for the selection of ciphertext secure public key encryption schemes in continuous memory leak scenarios.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN918.1

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本文編號(hào)：2320130