抗泄漏密碼學關鍵技術研究.pdf

1、密碼系統(tǒng)在實際環(huán)境中運行時通常會受到攻擊者的物理攻擊，為了抵抗這類攻擊所帶來的危害，抗泄漏密碼學應運而生。在它所考慮的場景中，敵手可以額外的獲取關于密碼系統(tǒng)內(nèi)部執(zhí)行狀態(tài)的泄漏信息，因此構(gòu)造在此環(huán)境下安全的密碼學方案與構(gòu)造傳統(tǒng)密碼學方案比起來更具挑戰(zhàn)性。尤其是當敵手可以持續(xù)的獲得有關內(nèi)部狀態(tài)的泄漏信息時，也就是說模型中并不對敵手可以獲得的總信息量做預先限制時，構(gòu)造相應的密碼方案的任務將變得非常困難。因此，需要發(fā)展新的技術來解決這個問題。在

2、本文中，將重點關注于哈希證明系統(tǒng)這一技術手段，并研究如何發(fā)展并利用這一技術，以達到在連續(xù)內(nèi)存泄漏場景中構(gòu)造公鑰加密方案的目的。
　　哈希證明系統(tǒng)是無泄漏場景和有界泄漏場景中構(gòu)造公鑰加密方案的一個最基本的工具。然而，目前還不清楚如何利用哈希證明系統(tǒng)去在連續(xù)泄漏場景下構(gòu)造公鑰加密方案。在本文中，我們將引入哈希證明系統(tǒng)的一個變形——可更新哈希證明系統(tǒng)，并利用這個新的工具來解決連續(xù)泄漏場景下公鑰加密方案的構(gòu)造問題。顧名思義，可更新哈希證明

3、系統(tǒng)即為擁有私鑰更新能力的哈希證明系統(tǒng)，除此之外，我們還要求其在連續(xù)內(nèi)存泄漏場景下可以保持哈希證明系統(tǒng)的一些良好的性質(zhì)?？梢钥吹?，可更新哈希證明系統(tǒng)非常適合于在連續(xù)內(nèi)存場景下構(gòu)造具有不同安全等級的公鑰加密方案，并且可以基于一些常見的假設實例化。我們的貢獻主要包括以下三個方面:
　　首先，我們提出的新工具，可更新哈希證明系統(tǒng)，為連續(xù)內(nèi)存泄漏場景下公鑰密碼學的構(gòu)造帶來了新的視角，并為一些已有的方案帶來了新的解讀。其次，我們發(fā)現(xiàn)，對幾乎

4、所有已知的基于哈希證明系統(tǒng)的公鑰加密方案來說，僅僅通過簡單的將方案中的哈希證明系統(tǒng)替換為可更新哈希證明系統(tǒng)，就可以在保持方案原有安全屬性不降低的情況下將方案升級為可以抵抗連續(xù)內(nèi)存攻擊的方案。這里需要指出的是，連續(xù)內(nèi)存泄漏的抵抗完全來自與可更新哈希證明系統(tǒng)本身，而且整個方案的結(jié)構(gòu)保持不變，這也為密碼系統(tǒng)的升級帶來了極大的便利。最后，我們發(fā)現(xiàn)，可以基于雙線性群上的常用假設對可更新哈希證明系統(tǒng)進行實例化。而且，實例化后的方案具有很高的效率。特