本文關(guān)鍵詞：新型公開密鑰交換算法的理論與應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代密碼學(xué)主要包括兩個部分,其一是對稱加密算法;其二是公開密鑰加密算法(亦稱為非對稱加密算法)。公開加密算法的誕生是密碼學(xué)領(lǐng)域的一個里程碑。在公開密鑰加密算法誕生之前,密碼學(xué)家只能依賴于共享的密鑰來實現(xiàn)安全秘密通信。與此相反,公鑰密碼學(xué)技術(shù)使得通信雙方能夠秘密地通信而不需要事先共享任何的秘密信息。公開密鑰交換算法是公鑰密碼學(xué)中一個不可或缺的原始構(gòu)件。公開密鑰交換算法使得兩個通信方在一個不安全的公開信道上協(xié)商得到一個共同的秘密值,稱之為安全密鑰。倘若攻擊者擁有竊聽公開信道的能力也不能得到密鑰。這個協(xié)商得到的密鑰隨后可以被用來提供加密、認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性以及其他的密碼學(xué)需求。本文主要對新型公開密鑰交換算法進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,主要包含了如下三個方面的工作。①傳統(tǒng)的公開密鑰交換算法主要基于數(shù)論算法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過相互學(xué)習(xí)而實現(xiàn)同步,這一同步現(xiàn)象為設(shè)計公開密鑰交換協(xié)議提供了一個新的途徑。相關(guān)的研究領(lǐng)域也叫做神經(jīng)密碼學(xué)。兩個結(jié)構(gòu)相同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過相互學(xué)習(xí)而最終達(dá)到全同步狀態(tài)。全同步狀態(tài)使得兩個結(jié)構(gòu)相同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有相同的權(quán)重值,這個相同的權(quán)重值便可以作為協(xié)商得到的密鑰。在神經(jīng)密鑰交換算法提出多年以后,隱藏層數(shù)目為3的樹形奇偶機(jī)網(wǎng)絡(luò)是唯一一個可行的神經(jīng)密鑰交換網(wǎng)絡(luò)。盡管耗費(fèi)了大量的研究精力,科研人員依然沒有設(shè)計出更加可行的安全高效且采用其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的神經(jīng)密鑰協(xié)議。為了克服神經(jīng)密鑰交換算法可行性網(wǎng)絡(luò)單一的缺陷,本文提出了基于二層樹形前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(TTFNN)的模型并對其進(jìn)行詳細(xì)地研究。②許多現(xiàn)存的公開密鑰交換協(xié)議屬于類Diffie-Hellman(DH)協(xié)議。這些協(xié)議的安全性都是基于不同群上DH問題�，F(xiàn)在已知利用量子計算機(jī),存在Shor的多項式時間解決DH問題的算法。因此,當(dāng)量子計算機(jī)出現(xiàn)以后,這些類DH的密鑰交換算法便不再安全。所以,有必要研究非DH類型和抗量子攻擊的密鑰交換算法。為了實現(xiàn)這個目標(biāo),本文將研究的注意力轉(zhuǎn)向基于格的密碼學(xué)系統(tǒng)。其研究思路是類比于El Gamal,DSA以及DH之間的關(guān)系,可以期望存在一個和NTRU-ENCRYPT和NTRU-SIGN相關(guān)的基于NTRU格的密鑰交換算法。但是,這個期望中存在的協(xié)議一直沒有提出來�；谝陨系乃枷�,本文提出了這個被忽略的密鑰交換協(xié)議并進(jìn)行了詳細(xì)地研究。③移動自組織網(wǎng)絡(luò)在許多商業(yè)、軍事領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛地使用。為了保證移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的私密通信,需要使用組密鑰交換協(xié)議。一個組密鑰交換協(xié)議使得一組參與者在一個不可信的公開的網(wǎng)絡(luò)上協(xié)商得到一個共同的會話密鑰。理論上,一個移動自組織網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的組密鑰建立協(xié)議比兩兩之間的密鑰建立協(xié)議更加高效。因為通信的節(jié)點不需要在每次通信時候調(diào)用兩方的密鑰交換算法。本文首先提出一個針對非平衡移動自組織網(wǎng)絡(luò)的基于生成樹的集中式組密鑰交換協(xié)議。根據(jù)這個集中式策略,進(jìn)而提出了一個適用于一般移動自組織網(wǎng)絡(luò)的基于局部生成樹的分布式組密鑰交換協(xié)議。上述兩個協(xié)議都屬于HSK協(xié)議的范疇。研究表明,HSK協(xié)議能夠高效地處理移動自組織網(wǎng)絡(luò)中初始密鑰分配問題以及組密鑰分配中的動態(tài)事件。
【關(guān)鍵詞】：公開密鑰交換 神經(jīng)密碼 NTRU 組密鑰協(xié)商
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN918.4
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 密碼學(xué)簡介9-10
• 1.2 加密算法簡介10-12
• 1.3 公開密鑰交換算法簡介12-13
• 1.4 數(shù)字簽名算法介紹13-15
• 1.5 本文研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)15-17
• 2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同步的密鑰交換算法17-45
• 2.1 引言17-21
• 2.2 模型介紹21-24
• 2.3 可行性分析24-37
• 2.4 可行性網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建37-38
• 2.5 規(guī)則應(yīng)用—設(shè)計可行性協(xié)議38-40
• 2.6 同步的速度和安全性40-43
• 2.7 本章小結(jié)43-45
• 3 基于格的密鑰交換算法45-63
• 3.1 引言45-50
• 3.2 背景知識50-53
• 3.3 NTRU-KE協(xié)議構(gòu)建53-55
• 3.4 安全分析55-57
• 3.5 密鑰匹配錯誤分析57-60
• 3.6 比較分析60-61
• 3.7 本章小結(jié)61-63
• 4 MANETs網(wǎng)絡(luò)的組密鑰交換算法的設(shè)計63-79
• 4.1 引言63-66
• 4.2 集中式算法66-72
• 4.3 分布式協(xié)議72-73
• 4.4 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)G_k~+的性質(zhì)73-78
• 4.5 安全分析78
• 4.6 本章小結(jié)78-79
• 5 總結(jié)79-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-93
• 附錄93-94
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄93-94
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項目目錄94
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間獲得獎項94

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本文編號：450236