【摘要】：近年來(lái)信息技術(shù)的發(fā)展速度驚人,隨之帶來(lái)的信息安全問(wèn)題也日趨顯著。隨著人們對(duì)隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)安全的重視程度逐漸加深,密碼技術(shù)的應(yīng)用變得愈加廣泛。在一個(gè)密碼系統(tǒng)中,用戶可能會(huì)頻繁地使用密鑰進(jìn)行加解密等操作,這就有一定概率會(huì)發(fā)生密鑰泄漏問(wèn)題。該問(wèn)題在一般的密碼系統(tǒng)中是不可避免的。密鑰隔離密碼體制則是用于抵抗密鑰泄漏問(wèn)題的有效方法之一。在密鑰隔離密碼系統(tǒng)中,系統(tǒng)生命周期被劃分為N個(gè)有序的時(shí)間片,在整個(gè)系統(tǒng)生命周期中,用戶私鑰隨著時(shí)間片的更替而不斷更新,但用戶的公鑰仍保持不變。為保證用戶私鑰更新的安全性,每個(gè)用戶都會(huì)配備一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的物理絕對(duì)安全但計(jì)算能力較弱的設(shè)備,即協(xié)助者,用戶必須通過(guò)與其綁定的協(xié)助者進(jìn)行交互才能完成私鑰更新。本文通過(guò)對(duì)密鑰隔離相關(guān)方案進(jìn)行深入研究,分析了密鑰隔離加密技術(shù)的設(shè)計(jì)機(jī)理和設(shè)計(jì)思想,并結(jié)合代理重加密體制和基于無(wú)證書(shū)的加密體制提出了兩個(gè)具體的密鑰隔離加密方案。本文在研究過(guò)程中主要取得了以下研究成果:1.本文對(duì)密鑰隔離密碼體制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了探討并對(duì)其內(nèi)在設(shè)計(jì)機(jī)理進(jìn)行了分析。本文對(duì)密鑰隔離密碼體制的形式化定義進(jìn)行了描述,并對(duì)其安全模型和安全屬性進(jìn)行了歸納整理。然后詳細(xì)分析了典型的密鑰隔離加密方案,并對(duì)其內(nèi)在設(shè)計(jì)機(jī)理和設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了闡釋。2.本文結(jié)合代理重加密體制的特性,提出一個(gè)具有密鑰隔離的代理重加密方案。目前為止,雖已有不少代理重加密方案被提出,但代理重加密體制中存在的密鑰泄漏問(wèn)題未得到解決。本文將密鑰隔離密碼體制和代理重加密體制相結(jié)合,提出了一個(gè)云數(shù)據(jù)共享環(huán)境下具有密鑰隔離的代理重加密方案,并對(duì)其系統(tǒng)模型、安全性和效率進(jìn)行了分析。3.本文提出了一個(gè)多協(xié)助者的基于無(wú)證書(shū)的密鑰隔離加密方案。通過(guò)在密鑰隔離加密體制中引入無(wú)證書(shū)和多協(xié)助者的概念,該方案不僅避免了證書(shū)管理問(wèn)題和密鑰托管問(wèn)題,而且較一般的密鑰隔離加密方案,進(jìn)一步降低了協(xié)助者發(fā)生密鑰泄漏的危害性,具有更強(qiáng)的密鑰隔離能力。此外,本文還利用可證明安全理論對(duì)所提方案進(jìn)行了安全性分析,并與已有相關(guān)方案進(jìn)行了性能對(duì)比。
[Abstract]:With the rapid development of information technology in recent years, the problem of information security is becoming more and more obvious. With the increasing attention to privacy protection and data security, cryptography has become more and more widely used. In a cryptographic system, the user may frequently use the key to encrypt and decrypt, so there is a certain probability that the key leakage will occur. This problem is inevitable in general cryptosystem. Key isolation cryptosystem is one of the effective methods to resist key leakage. In the key isolation cryptosystem, the system life cycle is divided into N ordered time slices. In the whole system life cycle, the private key of the user is updated with the change of the time slice, but the public key of the user remains unchanged. To ensure the security of the user's private key update, each user is provided with a unique device that is physically absolutely secure but less computationally powerful, namely, the helper, Users must interact with their bound facilitators to complete private key updates. In this paper, the design mechanism and design idea of key isolation encryption technology are analyzed through in-depth research on key isolation schemes. Combined with proxy reencryption and certificate-free encryption, two key isolation schemes are proposed. In this paper, the main research results are as follows: 1. In this paper, the research status of key isolation cryptosystem is discussed and its internal design mechanism is analyzed. In this paper, the formal definition of key isolation cryptosystem is described, and its security model and security attributes are summarized and sorted out. Then the typical key isolation encryption scheme is analyzed in detail, and its internal design mechanism and design idea are explained. 2. This paper presents a proxy reencryption scheme with key isolation combined with the characteristics of proxy reencryption system. So far, although many proxy reencryption schemes have been proposed, the key leakage problem in proxy reencryption system has not been solved. In this paper, we combine key isolation cryptosystem with proxy reencryption system, propose a proxy reencryption scheme with key isolation in cloud data sharing environment, and analyze its system model, security and efficiency. In this paper, a multi-aider-based key isolation encryption scheme without certificates is proposed. By introducing the concepts of non-certificate and multi-helper in key isolation encryption system, the scheme not only avoids the problem of certificate management and key escrow, but also the general key isolation encryption scheme. It further reduces the harm of key leakage and has stronger ability of key isolation. In addition, the security of the proposed scheme is analyzed by using the provable security theory, and the performance of the proposed scheme is compared with that of the existing schemes.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN918.4

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本文編號(hào)：2386267