內(nèi)積加密方案設(shè)計(jì)與分析
發(fā)布時(shí)間:2021-03-30 16:15
傳統(tǒng)的公鑰密碼體制存在著粗粒度訪問控制及弱可擴(kuò)展性等缺陷,而在云計(jì)算等許多新興應(yīng)用中通常需要細(xì)粒度和更復(fù)雜的訪問控制策略,隨著云計(jì)算等新興應(yīng)用的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的公鑰密碼體制已很難滿足用戶的需求。為此,人們提出了“函數(shù)加密”的概念,作為一個(gè)廣義上的概念,函數(shù)加密包括基于身份加密、基于屬性加密以及內(nèi)積加密等一系列密碼體制。內(nèi)積加密可以看作是基于身份加密的一般化,用戶的私鑰和一個(gè)向量vr相關(guān),密文和一個(gè)向量xr相關(guān),根據(jù)解密條件的不同,分為零內(nèi)積加密和非零內(nèi)積加密。根據(jù)安全性定義的不同,內(nèi)積加密方案又可以分為屬性隱藏和屬性公開兩種形式,具有屬性隱藏的內(nèi)積加密方案可以直接用于公鑰可搜索加密領(lǐng)域,屬性公開的內(nèi)積加密方案則對(duì)應(yīng)基于身份的廣播加密機(jī)制。分層的內(nèi)積加密方案在內(nèi)積加密的基礎(chǔ)上提供了私鑰分發(fā)功能,可有效降低系統(tǒng)中私鑰生成器的任務(wù)量。內(nèi)積加密涵蓋了基于身份加密,可搜索加密以及隱藏向量加密等一系列公鑰密碼,也是構(gòu)造這些密碼方案的一個(gè)強(qiáng)有力的工具。本文主要在效率和安全性上對(duì)內(nèi)積加密進(jìn)行了研究,主要研究成果如下:目前內(nèi)積加密方案都是基于對(duì)稱雙線性對(duì)構(gòu)造的,而非對(duì)稱雙線性對(duì)在群元素長(zhǎng)度、計(jì)算性能及靈活性方面均優(yōu)于對(duì)稱雙線性對(duì)。本文基于非對(duì)稱雙線性對(duì)構(gòu)造了一個(gè)新的固定密文長(zhǎng)度的內(nèi)積加密方案。新方案主要有以下兩方面的優(yōu)勢(shì):利用非對(duì)稱雙線性對(duì)計(jì)算性能上的優(yōu)勢(shì),提高方案的計(jì)算效率;進(jìn)一步縮減密文長(zhǎng)度,降低方案的通信帶寬。該方案在標(biāo)準(zhǔn)模型下基于合理的困難假設(shè)可證明是完全安全的。借鑒Okamoto和Takashima提出的“稀疏矩陣”的方法,利用對(duì)偶對(duì)向量空間,基于非對(duì)稱雙線性對(duì)構(gòu)造了一個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)下可證明完全安全的內(nèi)積加密方案,其安全性基于SXDH困難假設(shè),且方案密文長(zhǎng)度達(dá)到了固定值。分層內(nèi)積加密方案為內(nèi)積加密體制提供了私鑰分發(fā)功能,可有效降低私鑰生成器的任務(wù)量。但是現(xiàn)有分層內(nèi)積加密方案密文存在長(zhǎng)度過長(zhǎng)的問題,導(dǎo)致方案效率不高。本文利用Lewko提出的對(duì)偶系統(tǒng)加密新技術(shù),提出了一個(gè)固定密文長(zhǎng)度的內(nèi)積加密方案,并以該方案為基礎(chǔ),構(gòu)造了一個(gè)新的分層內(nèi)積加密方案。由于新的內(nèi)積加密方案中沒有使用標(biāo)簽,使得新的分層內(nèi)積加密方案密文長(zhǎng)度可以達(dá)到固定值。該方案在標(biāo)準(zhǔn)模型下可證明是完全安全的,其安全性基于三個(gè)靜態(tài)假設(shè)。
【學(xué)位授予單位】:解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TN918.4
本文編號(hào):2458409
【學(xué)位授予單位】:解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TN918.4
文章目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 基于身份加密研究現(xiàn)狀
1.3 內(nèi)積加密研究現(xiàn)狀
1.4 研究?jī)?nèi)容和論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 基礎(chǔ)知識(shí)
2.1 雙線性映射
2.2 對(duì)偶對(duì)向量空間
2.3 困難問題假設(shè)
2.4 可證明安全理論
2.4.1 可證明安全三要素
2.4.2 基于身份加密體制的定義及安全模型
2.4.3 對(duì)偶系統(tǒng)加密
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于非對(duì)稱雙線性對(duì)構(gòu)造的內(nèi)積加密方案
3.1 內(nèi)積加密方案的定義和安全模型
3.1.1 內(nèi)積加密方案的定義
3.1.2 內(nèi)積加密方案的安全模型
3.2 基于非對(duì)稱雙線性對(duì)內(nèi)積加密方案
3.2.1 具體方案
3.2.2 正確性分析
3.2.3 安全性分析
3.2.4 性能比較
3.3 本章小結(jié)
第四章 標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)下完全安全且固定密文長(zhǎng)度的內(nèi)積加密方案
4.1 技術(shù)路線
4.2 標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)下完全安全且固定密文長(zhǎng)度的內(nèi)積加密方案
4.2.1 具體方案
4.2.2 正確性分析
4.2.3 安全性分析
4.2.4 性能比較
4.3 本章小結(jié)
第五章 固定密文長(zhǎng)度的分層內(nèi)積加密方案
5.1 研究背景
5.2 分層內(nèi)積加密方案的定義和安全模型
5.2.1 分層內(nèi)積加密方案的定義
5.2.2 分層內(nèi)積加密方案的安全模型
5.3 不用標(biāo)簽的內(nèi)積加密方案
5.3.1 具體方案
5.3.2 安全性分析
5.4 分層內(nèi)積加密方案
5.4.1 具體方案
5.4.2 安全性分析
5.4.3 性能比較
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 尚需進(jìn)一步研究的問題
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】
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1 甄鴻鵠;陳越;譚鵬許;郭淵博;;基于非對(duì)稱雙線性對(duì)的直接匿名認(rèn)證方案[J];通信學(xué)報(bào);2010年S1期
2 馮登國(guó);可證明安全性理論與方法研究[J];軟件學(xué)報(bào);2005年10期
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1 張樂友;可證明安全公鑰密碼方案的設(shè)計(jì)與分析[D];西安電子科技大學(xué);2009年
本文編號(hào):2458409
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