發(fā)布時間：2017-10-04 15:26

  本文關(guān)鍵詞：類UOV簽名算法的密鑰和效率優(yōu)化及在嵌入式系統(tǒng)中的實現(xiàn)

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【摘要】：近二十幾年里信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為朝陽產(chǎn)業(yè),成功推動了整個社會經(jīng)濟(jì)、民生的全面發(fā)展。開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境讓我們能夠接觸到各個方面的信息,但開拓視野也帶來了一些安全上的問題。密碼學(xué)作為一門研究信息安全的科學(xué),肩負(fù)起了保障安全的重任。密碼學(xué)現(xiàn)在主要分為基于數(shù)論困難問題的傳統(tǒng)公鑰密碼算法和后量子密碼學(xué)。在量子計算機(jī)出現(xiàn)的今天,Shor算法可以在多項式時間將RSA等基于大整數(shù)因子分解的傳統(tǒng)公鑰算法進(jìn)行有效攻擊,傳統(tǒng)公鑰密碼算法已不再能保證安全。為了抵抗量子計算機(jī)的攻擊,學(xué)者們開始研究后量子密碼學(xué),主要的方向有格密碼,多變量公鑰密碼(multivariate public key cryptography,MPKC)和哈希密碼等。MPKC的安全性是基于求解有限域內(nèi)隨機(jī)二次多變量方程是NP完全困難問題——MQ問題,量子計算機(jī)在求解MQ問題時沒有任何優(yōu)勢。MPKC中UOV簽名算法的安全性一直被大家認(rèn)可,但密鑰長度過大也限制了它的應(yīng)用。本文就UOV算法密鑰長度和簽名效率做了改進(jìn),提出了兩種類UOV簽名算法,詳細(xì)介紹兩種算法的構(gòu)造、密鑰大小、簽名效率和安全性分析等。本文還將類UOV簽名算法在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板Tiny210上進(jìn)行了實現(xiàn),搭建了開發(fā)板平臺,移植嵌入式Linux系統(tǒng),并在該系統(tǒng)上交叉編譯完成了算法的運(yùn)行測試。在Tiny210開發(fā)板上安全級別為1282時,類UOV算法私鑰大小僅為普通UOV簽名算法的十分之一左右,簽名時間約為普通UOV的一半左右,實驗結(jié)果表明類UOV簽名算法在私鑰存儲優(yōu)化和效率提升上表現(xiàn)非常出色。
【關(guān)鍵詞】：多變量公鑰密碼體制 類UOV簽名算法 嵌入式
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN918.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的主要工作13
• 1.4 論文的內(nèi)容結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 相關(guān)基礎(chǔ)知識介紹15-29
• 2.1 多變量公鑰密碼方案現(xiàn)狀15
• 2.2 MPKC數(shù)學(xué)基礎(chǔ)介紹15-18
• 2.2.1 有限域的相關(guān)概念15-17
• 2.2.2 本原多項式17
• 2.2.3 MQ問題17
• 2.2.4 仿射變換17-18
• 2.3 經(jīng)典MPKC體制18-21
• 2.3.1 雙極型系統(tǒng)18-19
• 2.3.2 混合系統(tǒng)19-21
• 2.3.3 多項式同構(gòu)系統(tǒng)21
• 2.4 典型MPKC模式21-26
• 2.4.1 MI公鑰密碼系統(tǒng)21-23
• 2.4.2 Rainbow簽名方案23-25
• 2.4.3 HFE公鑰密碼方案25-26
• 2.5 針對MPKC的攻擊26-28
• 2.5.1 直接攻擊26-27
• 2.5.2 線性化方程攻擊27
• 2.5.3 秩攻擊27
• 2.5.4 差分攻擊27-28
• 2.5.5 油醋分離攻擊28
• 2.5.6 物理攻擊28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 現(xiàn)有MPKC簽名方案的改進(jìn)方法介紹29-34
• 3.1 減小公鑰的方法Cyclic Sequence & Linear Recurring Sequence29-31
• 3.2 減小私鑰的方法Martix-based Rainbow31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 類UOV簽名算法密鑰優(yōu)化方案34-52
• 4.1 UOV簽名方案介紹34-35
• 4.2 類UOV簽名算法構(gòu)造35-41
• 4.2.1 類UOV簽名算法 138-40
• 4.2.2 類UOV簽名算法 240-41
• 4.3 類UOV簽名算法的整體描述41-42
• 4.3.1 密鑰生成41
• 4.3.2 簽名過程41-42
• 4.3.3 簽名驗證42
• 4.3.4 類UOV簽名算法的參數(shù)表達(dá)42
• 4.4 類UOV算法密鑰大小42-44
• 4.4.1 類UOV簽名算法 142-43
• 4.4.2 類UOV簽名算法 243-44
• 4.4.3 普通UOV簽名算法44
• 4.5 類UOV簽名算法簽名過程及其效率44-46
• 4.6 類UOV簽名算法的安全分析46-47
• 4.6.1 直接攻擊和UOV協(xié)調(diào)攻擊46-47
• 4.6.2 Kipnis-Shamir攻擊47
• 4.7 算法實例47-51
• 4.8 本章小結(jié)51-52
• 第五章 類UOV算法在嵌入式系統(tǒng)中的實現(xiàn)52-69
• 5.1 平臺介紹52-56
• 5.1.1 嵌入式開發(fā)板介紹52
• 5.1.2 系統(tǒng)移植52-54
• 5.1.3 開發(fā)arm-Linux程序系統(tǒng)介紹54-55
• 5.1.4 交叉編譯55
• 5.1.5 Makefile文件55-56
• 5.2 類UOV簽名算法的實現(xiàn)56-63
• 5.2.1 算法實現(xiàn)設(shè)計56-57
• 5.2.2 算法實現(xiàn)語言57-58
• 5.2.3 算法具體實現(xiàn)58-62
• 5.2.4 算法PC平臺仿真實驗62-63
• 5.3 類UOV簽名算法在嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行測試63-68
• 5.3.1 類UOV簽名算法參數(shù)選擇63-64
• 5.3.2 不同參數(shù)下密鑰大小對比與分析64-66
• 5.3.3 不同平臺下算法效率對比66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果75-76
• 致謝76-77
• 附件77

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：971434