普遍計算環(huán)境中的公鑰密碼體制算法及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著電子商務(wù)和無線通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，必須在普遍計算平臺上面建立一個可信任的安全框架，以保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的私有性和電子交易的可靠實施，而加密算法是實施這個安全框架的核心內(nèi)容。橢圓曲線(ECC)、超橢圓曲線(HCC)以及XTR等算法是近年來加密算法的研究熱點，與其它公鑰密碼體制相比，它們提供了更強(qiáng)的安全性，但卻具有非常小的密鑰，非常適合移動信息設(shè)備的存儲空間小、處理能力弱的特點。所以開發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的密碼體制，并將其應(yīng)用在資源受限的普遍計

2、算平臺上，具有重要的現(xiàn)實意義。 本論文集中研究橢圓曲線、超橢圓曲線及XTR等算法相關(guān)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了作者所獲得的算法設(shè)計實現(xiàn)及應(yīng)用方面的成果。 本文由7個章節(jié)組成，具體組織安排如下：第一章是本論文的全局性概述，包括移動信息設(shè)備的構(gòu)成和特點，以及公鑰密碼體制的背景、當(dāng)前研究現(xiàn)狀、研究意義以及文章的組織框架。 第二章是橢圓曲線算法的數(shù)學(xué)原理及一些本論文要使用的相關(guān)數(shù)學(xué)理論概念，包括數(shù)學(xué)對象的符號與表示，并詳細(xì)描述橢圓曲線

3、的密碼學(xué)方案。 第三章研究橢圓曲線密碼的快速實現(xiàn)問題，深入分析并改進(jìn)了ECC快速實現(xiàn)的核心問題-點加和點的標(biāo)量乘運(yùn)算。首先研究了利用不完全約化思想對有限域中模運(yùn)算的改進(jìn)，指出并修正了其局限性。隨后在多種情況的點群運(yùn)算進(jìn)行比較，給出了目前效率最高的雙基鏈點標(biāo)量乘快速實現(xiàn)算法。最后通過一個手機(jī)平臺對ECC的實用性進(jìn)行分析。 第四章研究基于雙線性配對的加密機(jī)制。在Boneh和Franklin提出的IBE方案基礎(chǔ)上，分析了雙線性

4、配對的原理和實現(xiàn)算法，并對這一機(jī)制的平移和安全性進(jìn)行分析，對不同的擴(kuò)域因子和安全性等級下的該機(jī)制實施進(jìn)行了深入討論。同時提出了基于配對的VSS方案，擴(kuò)展了雙線性配對的加密算法應(yīng)用形式。 第五章研究超橢圓曲線的研究進(jìn)展及算法設(shè)計，對于超橢圓曲線算法的相關(guān)概念、Jacobian群的除子加和標(biāo)量乘運(yùn)算進(jìn)行了研究，并給出了HCC上的ElGamal加密和NR、DSA簽名等算法，并提出一種基于Jacobian群的快速求階算法，以促進(jìn)HCC的

5、實用化。 第六章針對XTR及廣義XTR算法的數(shù)學(xué)原理、密碼學(xué)方案進(jìn)行了描述，并進(jìn)一步總結(jié)當(dāng)前對XTR研究的現(xiàn)狀，重點研究XTR體制的快速實現(xiàn)問題。同時采用XTR的數(shù)據(jù)約減思想設(shè)計橢圓曲線域上的XTR算法。 第七章研究了WPKI的概念、原理和組成，對于WPKI圍繞證書這一核心概念對整個安全保證的實施過程。并深入分析了IBE方案對于傳統(tǒng)基于CA的框架產(chǎn)生的影響，隨后給出一個XTR實現(xiàn)的WTLS證書的形式化表述，并對其效率進(jìn)行