本文關(guān)鍵詞：基于身份的分層廣播加密研究

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【摘要】：廣播一對多的通信模式相比于以往點(diǎn)對點(diǎn)的通信模式具有更高的通信效率,更廣泛的應(yīng)用。廣播加密是保障廣播通信中信息安全的重要手段。基于身份的廣播加密不必使用公鑰證書,簡化了公鑰基礎(chǔ)設(shè)施,因而具有較高的實(shí)用性。在基于身份的廣播加密中,廣播者利用授權(quán)用戶的身份信息對明文消息進(jìn)行加密,隨后將密文在公共信道上進(jìn)行廣播,只有授權(quán)用戶可以正確地解密廣播密文得到明文消息,非授權(quán)用戶不能得到任何有用的信息。隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐漸增大,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜化,傳統(tǒng)的廣播加密效率低、負(fù)載過重,不適合應(yīng)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜且用戶數(shù)量較多的網(wǎng)絡(luò)中�；谏矸莸姆謱訌V播加密的提出很好地解決了這個(gè)問題。在基于身份的分層廣播加密中,所有用戶呈樹狀分布,每層用戶節(jié)點(diǎn)都可以為它的下一層用戶節(jié)點(diǎn)生成并分發(fā)私鑰,解決了單一私鑰生成中心負(fù)載過重、容易成為瓶頸的問題,且通信效率高,更適合應(yīng)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中。此外,隨著人們對個(gè)人隱私保護(hù)的越來越重視,對廣播加密匿名性的研究變得越來越重要。在一些特定的場景中,廣播方案的匿名性和廣播信息的加密具有相同的重要性和價(jià)值。在匿名的基于身份的廣播加密中,攻擊者不能得到接收者的任何身份信息,良好地保護(hù)了用戶的隱私。基于以上問題,我們提出了相關(guān)的方案。首先,我們對基于身份的廣播加密的基本算法和安全模型進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并對基于身份的分層廣播加密的算法、安全模型以及經(jīng)典方案做了相應(yīng)的研究,這些為設(shè)計(jì)高效的分層架構(gòu)下基于身份的廣播加密方案奠定了良好的基礎(chǔ)。其次,基于對Li等人方案的分析,論文提出了改進(jìn)方案,一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的基于身份的分層廣播加密方案,與原方案相比,本方案縮短了密文長度、提高了加解密計(jì)算效率,并且具有更高的安全性,在隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型下滿足IND-ID-CCA2安全。此外,將本方案與其他同類方案進(jìn)行了對比,發(fā)現(xiàn)我們的方案具有較高的效率和較低的花費(fèi),因而更適合應(yīng)用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。然后,論文基于雙系統(tǒng)加密的理念,利用混合階雙線性群的特性提出了一種匿名的基于身份的分層廣播加密方案,不僅實(shí)現(xiàn)了分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的高效廣播加密,而且通過在密文中增添匿名因子,掩蓋了廣播接收者的身份信息,實(shí)現(xiàn)了廣播加密的匿名性,良好地保護(hù)了用戶的隱私。通過對方案的效率分析以及與同類方案的對比證明了本方案具有較高的計(jì)算和通信效率。其次,使用三個(gè)靜態(tài)假設(shè)證明本方案在標(biāo)準(zhǔn)模型下滿足IND-CIVS-CPA安全。最后,提出了該方案的幾個(gè)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：基于身份的密碼體制 廣播加密 分層 匿名 雙系統(tǒng)加密
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN918.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究的背景與意義14-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究內(nèi)容和成果17
• 1.3.1 基于身份的分層廣播加密的研究17
• 1.3.2 一種匿名的基于身份的分層廣播加密方案17
• 1.4 論文的章節(jié)安排17-20
• 第二章 預(yù)備知識20-26
• 2.1 雙線性映射20-21
• 2.1.1 雙線性對的基本概念20
• 2.1.2 混合階雙線性群20-21
• 2.2 數(shù)學(xué)困難問題21-22
• 2.2.1 離散對數(shù)問題21
• 2.2.2 Diffie-Hellman困難問題21
• 2.2.3 Hash函數(shù)21-22
• 2.3 復(fù)雜性假設(shè)22
• 2.4 秘密共享22-23
• 2.5 雙系統(tǒng)密碼體制23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-26
• 第三章 基于身份的廣播加密26-30
• 3.1 廣播加密26-28
• 3.1.1 廣播加密的基本模型26-27
• 3.1.2 廣播加密的評估標(biāo)準(zhǔn)27-28
• 3.2 基于身份的廣播加密28-29
• 3.2.1 基于身份的廣播加密的概念模型28-29
• 3.2.2 基于身份的廣播加密的安全模型29
• 3.3 本章小結(jié)29-30
• 第四章 基于身份的分層廣播加密30-44
• 4.1 基于身份的分層加密系統(tǒng)（HIBE）30-31
• 4.2 基于身份的分層廣播加密（HIBBE）的概念模型31-32
• 4.3 HIBBE的安全模型和安全級別32-33
• 4.3.1 HIBBE的安全模型32
• 4.3.2 HIBBE的安全級別32-33
• 4.4 一種無線傳感器網(wǎng)中的HIBBE方案33-36
• 4.4.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）33-34
• 4.4.2 一種WSN中的HIBBE方案34-36
• 4.5 一種改進(jìn)的HIBBE方案36-43
• 4.5.1 新方案的描述36-38
• 4.5.2 安全性證明38-41
• 4.5.3 效率和復(fù)雜度分析41-43
• 4.6 本章小結(jié)43-44
• 第五章 匿名的基于身份的分層廣播加密44-58
• 5.1 匿名的HIBBE的相關(guān)定義44-45
• 5.1.1 匿名的HIBBE方案的形式化定義44
• 5.1.2 匿名的HIBBE的安全模型44-45
• 5.2 一種匿名的基于身份的分層廣播加密方案45-55
• 5.2.1 方案的描述45-48
• 5.2.2 方案的正確性48-49
• 5.2.3 安全性證明49-52
• 5.2.4 效率和復(fù)雜度分析52-55
• 5.3 方案的應(yīng)用55-57
• 5.3.1 基于IP多播網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用55-56
• 5.3.2 基于WSN的智能家居網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-66
• 作者簡介66-67

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本文編號：613911