基于格的公鑰加密和數(shù)字簽名方案研究與設(shè)計(jì).pdf

1、面對(duì)未來(lái)量子計(jì)算機(jī)的威脅,所有基于大整數(shù)分解問題和離散對(duì)數(shù)問題構(gòu)造的公鑰密碼體制將會(huì)變得不再安全.作為可抵抗量子攻擊的密碼典型代表,基于格上困難問題設(shè)計(jì)的公鑰密碼體制,以其優(yōu)良的密碼學(xué)性質(zhì),引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注.然而現(xiàn)有的格上公鑰密碼方案研究處于起步階段,種類還不夠豐富,實(shí)現(xiàn)的密碼功能比較簡(jiǎn)單。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了格上首個(gè)基于身份的門限廣播加密方案,其密文長(zhǎng)度為O(∣P∣?t)(其中∣P∣為授權(quán)用戶的數(shù)量，t為門限

2、值),并在隨機(jī)預(yù)言模型下證明了方案的安全性.在該方案中,發(fā)送者可以根據(jù)需要靈活選擇授權(quán)用戶的集合和門限值 t對(duì)消息進(jìn)行加密,確保至少 t個(gè)授權(quán)用戶聯(lián)合起來(lái)才能夠正確解密密文。⑵為了緩解基于身份的加密方案中密鑰托管問題,利用現(xiàn)有的格上基于身份加密方案和知識(shí)的零知識(shí)論證系統(tǒng),構(gòu)造了白盒模型下可追責(zé)中心的格上首個(gè)基于身份的加密方案.在標(biāo)準(zhǔn)模型下,給出了方案的安全性證明.在該方案中,用戶利用交互式密鑰生成協(xié)議從私鑰生成中心獲取一個(gè)私鑰,而私鑰生

3、成中心不知道用戶所獲取私鑰.一旦發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)同一個(gè)用戶的兩個(gè)不同的解密密鑰,那么這兩個(gè)密鑰就可以作為私鑰生成中心違法行為的證據(jù),這樣使得私鑰生成中心惡意分發(fā)私鑰的行為受到了限制。⑶為了減少環(huán)簽名中私鑰泄露的危害,利用格基委派算法提出了格上首個(gè)前向安全的環(huán)簽名方案.在隨機(jī)預(yù)言模型下,證明了方案滿足前向安全性。在該方案中,系統(tǒng)的生命周期分成不同個(gè)時(shí)間段,用戶的私鑰隨著時(shí)間段進(jìn)展而更新.即使敵手獲取某個(gè)環(huán)用戶的某一時(shí)間段私鑰,也無(wú)法生成該時(shí)間段以