基于多线性映射的可公开验证加密方案

为提高可公开验证加密方案的安全性,提出一种标准模型下基于多线性映射的可公开验证加密方案.通过用户公钥验证密文中陷门的合法性,结合多线性映射性质实现可公开验证,使用一次签名算法提升方案的安全性,并进行了安全性证明.分析结果表明,该方案是标准模型下选择密文攻击安全,不需要用户的私钥就能对密文进行验证,在安全性上有很大提高.     

基于多线性映射的可撤销属性基加密方案

针对现有的可撤销属性基加密方案密钥量过大且不稳定和效率不高的缺点,本文提出了一种新的基于多线性映射的撤销方案.该方案基于多线性映射问题,并将公钥广播加密与密文策略的属性基加密相结合,设计两层密文.效率分析表明,该方案达到了私钥和更新密钥的固定量级,提高了效率;在可选择的撤销列表模型下,基于3重多线性Diffie-Hellman Exponent((3,N)-MDHE)假设,证明了方案是选择明文攻击安全的.     

基于simhash的密文同义词检索方法

为了解决现有的密文检索方案计算量过大,且无法支持同义词检索等问题,通过对现有的明文同义词检索方案和现有的密文检索方案进行研究,在安全KNN(k-nearest neighbour)方案的基础上提出一个支持同义词检索的密文模糊检索方法.该方法通过将现有明文同义词检索方案中的全扩展算法与安全KNN方案相结合,实现了在密文环境下的支持同义词检索的方案.同时,本文通过改进的simhash算法提高了安全KNN方案的效率.通过实验对比,可以看出本文提出的方案能够在对精确度降低很小的情况下,提升密文检索的效率,降低存储使用的空间.     

无证书代理重签密方案

结合无证书密码体制和签密思想提出了一个无证书代理重签密方案,在方案中,使用一个半可信代理人实现了一个签密到另一个签密的透明转换.与其他相似方案相比,实现了签密的完全转换.一般情况下,在Alice的私钥和Bob的公钥下完成的签密经转换后只能用Alice的身份信息和Daddy的私钥解签密;在本文提出的方案中,由Alice的私钥和Bob的公钥完成的签密经转换后可以用Charlie的身份信息和Daddy的私钥解签密,且签密的验证不需要明文信息的直接参与.基于间隙双线性Diffie-Hellman问题,在随机预言机模型下,证明了可以抵抗无证书代理重签密中的第一类攻击.     

基于密文策略多机构属性基加密方案

Chase提出multi-authority attribute based encryption方案的安全性完全受限于Center Authority(CA)的可信性,为解除该限制,本文提出基于密文策略多机构属性基加密方案,通过结合密文策略思想去除了CA.通过引入树形访问策略及Shamir秘钥安全共享技术,实现了共享信息细粒度灵活访问控制并支持系统属性的有效撤销.安全性分析表明了本方案在标准模型下是适应性选择明文安全(CPA)的.     

多授权中心可验证的基于属性的加密方案

在本文构造的方案中,将可验证的属性加密方案由单个授权中心推广剑多个授权中心,使得多授权中心的基于属性的加密在解密出错时,可以榆验出是哪个授权中心部分的密钥出错,只需要去找该授权中心重发,不用让所有授权中心均重发;其次各个授权中心在被检查出错时,也只需要重发对应部分的信息;当密钥通过验证,而解密依然出错,说明是加密过程中或者密文跟随的消息属性出了问题,不会出现无法判断哪里出错的情况.同时证明了加入可验证性后,在经过修正的安全模型下,并不影响多授权中心基于属性加密的安全性.     

基于密文的代理安全两方计算协议

提出了在共享数据平台下基于密文的代理安全两方计算协议（ciphertext-based proxy secure two-par-ty computation protocol,CPSTCP）,给出该协议的定义、形式化模型.与传统的基于安全计算外包（secure computa-tion outsourcing,SCO）的安全协议相比,本文提出的协议因为不需要秘密共享而拥有更高的安全性和效率.在此基础上,利用基于属性的访问控制策略和已有的安全两方集合交协议,基于格中的困难问题,构造了一个半诚实模型下可证安全的基于密文的代理两方集合交协议.     

一种基于手机令牌的移动支付认证协议

针对移动支付中身份和支付认证的安全问题,本文研究了手机令牌技术和无证书签密体制.结合Android系统安全策略和通信特点,利用身份和设备信息生成手机令牌并安全存储,基于手机令牌实现无证书签密,在SSL协议下层设计和实现安全认证协议.在不改变系统架构、设备硬件以及基础网络安全协议的基础上,实现了移动支付的安全增强.安全性分析表明该协议能有效抵抗伪造身份攻击、中间人攻击和重放攻击,保证移动支付的安全,并具有良好的计算效率.     

基于时间限制的用户撤销CP-ABE方案

用户撤销是属性基加密中的一个主要环节,但现有的用户撤销方案都采用重新加密和更新密钥来实施用户撤销,导致方案安全性差或计算量大.因此,本文提出一种基于时间限制的用户撤销密文策略属性基加密方案.方案中对每个用户指定一个访问数据的有效期,一旦有效期到期,用户就无法访问数据,从而实现用户的定时撤销.为了防止有效期的篡改或伪造,使用了短签名方法,从而提高了数据的安全性,并且有效地降低整个算法的计算量.     

多答案保护秘密共享协议

针对目前基于口令解决区块链私钥丢失问题的方案中面临的口令遗忘和泄露的问题,提出一种基于密保问题的多答案保护秘密共享方案（multi-answer protected secret sharing,MAPSS）。该方案允许用户将一个秘密共享给多个服务器,并令所有服务器存储多个密保问题,之后用户仅需向部分（阈值）服务器提供部分（阈值）密保问题的答案就能重构该秘密。该方案不仅可以用于区块链私钥找回,还支持抗遗忘和泄露的找回策略;该方案无需公钥基础设施且高效。在随机预言机模型下证明了该方案的安全性基于Threshold Parallel One-More Diffie-Hellman (TP-OMDH)假设,实现了该方案的系统原型,验证了该方案的实用性。     

一种新的格上基于身份的分层加密方案

结合格上的困难问题对基于身份的分层加密(HIBE)体制进行分析与研究.针对现存方案公钥长度大、密文扩展率高的缺陷,对理想格上的陷门产生函数算法进行改进,并以新的陷门作为私钥提取算法的输入,生成用户的私钥,实现消息的加解密,从而基于判定性R-LWE(learning with errors over ring)困难问题构造了一个高效安全的HIBE方案,对它的安全性以及效率进行了分析.分析表明,本文提出的方案效率较高,且能够实现较高的安全性.     

可证明安全的基于属性的多授权中心签名方案

基于属性的密码体制中用户的多个属性由一个授权中心管理,这将会增大其工作负担,降低工作效率.本文设计了一个可证明安全的多授权中心的签名方案,将用户的多个属性由不同的授权中心分别管理,属性参数在全域范围选择.采用归约安全证明的研究方法证明此方案的安全性归约为计算Diffie-Hellman难题,方案具有存在性不可伪造和抗合谋攻击的特性.     

基于陷门搜索的条件代理重加密方案

为实现对数据细粒度且可扩展的访问控制,通过引入陷门搜索实现快速的条件匹配,提出一个高效的、可用于多条件以及"与"和"或"的复杂组合条件的代理重加密方案,较大地提高了条件代理重加密的效率,可实现高效的按需授权和撤销操作以满足用户对数据的细粒度访问控制需求.同时还引入强一次性签名算法以保证加密过程的安全性,最后在随机预言机模型下证明其在3-QDBDH假设下可抵抗选择密文攻击.     

指定接收者恢复消息的抗抵赖数字签名体制

抗抵赖的签密方案在一些应用中有重要的价值.已有的方案如认证加密方案和签密方案在解决签名者事后抵赖的问题时,必须把恢复的消息提供给第三方,从消息的保密方面看,效果并不理想.基于离散对数问题提出了安全有效的指定接收者恢复消息的抗抵赖数字签名体制,其特点是只有指定接收者才可以恢复消息,任何人可以验证签名的合法性,在解决签名者事后抵赖的问题中克服了已有方案的缺陷,不需要签名者的合作、不需要向第三方提供恢复的消息、不需要与第三方执行交互的零知识证明,在保持恢复消息秘密的同时能揭穿签名者的抵赖行为.同时把该方案扩充到了指定的一群接收者恢复消息的抗抵赖的多重签名的情形.     

基于DCT排序特征加密的人脸图像安全检索系统

在云环境下的内容存储与检索系统中,服务端不再是完全可信.使用常规加密方法,无法针对多媒体密文数据提供快速有效的内容检索服务.针对此问题,结合JPEG编码特点本文提出并实现了一种基于Logistic混沌加密和基于DCT排序的隐私保护内容检索系统.该系统可以实现JPEG图像的视觉加密,同时并不影响用于检索的特征和效率,从而使得服务端可以对密图进行内容检索,并且算法能够忍受一定程度的噪声和压缩.其性能特点得到了实验验证.     

基于无证书公钥密码体制的身份鉴别方案

基于双线性加群G1上计算Diffie-Hellman问题的困难性假没下,采用无证书公钥密码体制密钥生成原理,首次提出了一个能有效抵抗重置攻击和冒充攻击的基于ID的身份鉴别方案,避免了基于身份的诸多方案所涉及敏感的密钥托管问题.最后在随机预言模型下给出了方案的安全性证明.     

8～10轮AES-128的biclique攻击

高级加密标准(AES)是信息安全中实现数据加密、认证和密钥管理的核心分组密码算法,其安全性分析是密码学的重要课题之一.本文利用AES独立的相关密钥差分,构造了3轮biclique;基于该biclique,使用重计算技术,针对8~10轮AES-128给出新攻击.研究结果表明,攻击8轮AES-128所需的数据复杂度为264选择密文,时间复杂度为2125.29次加密;攻击9轮AES-128所需的数据复杂度为264选择密文,时间复杂度为2125.80次加密;攻击10轮AES-128所需的数据复杂度为264选择密文,时间复杂度为2126.25次加密.与已有的同轮攻击结果相比,新分析所需要的时间复杂度或数据复杂度降低.     

一种高效且可监管的隐私交易方案

隐私保护是区块链研究的热点问题,大量区块链项目的交易信息以明文的形式储存在链上,泄露了相关的交易信息,不能保障用户的隐私,也阻碍了区块链技术在金融等实际应用中的落地。因此如何有效地保护交易的隐私性引起了广泛研究。在分析Paillier算法解密原理的基础上,结合Paillier加密算法与ElGamal加密算法提出了同态加密算法PailGamal,该算法既支持密文直接解密,又支持监管方对所有密文进行监管。结合该PailGamal算法与范围证明方案Bulletproofs设计了一种可监管且高效的隐私交易方案。该交易方案使用PailGamal算法对交易金额进行加密,除了监管方和交易双方外,其他任何人无法知晓交易金额,而且利用范围证明技术在提供隐私保护的同时保证了数据的可用性和合法性;监管方既可以监管每一笔交易的金额,也可以监管一段时间的金额,既达到监管目的,又有效保护用户隐私。由于交易接收方可以直接解密任意交易金额,该方案从博弈论的角度将密文合法性检查放到链下进行,减少了交易的链上数据量。     

基于多线性映射的高效广播加密方案

采用多线性映射的方法构造了适用于新场景的高效广播加密方案,以广播子群为单位通过聚合成员身份信息生成广播公钥,使公钥对子群用户长度达到定长;采用分层的临时公钥动态生成与管理结构,提高了公钥使用效率,避免了密钥管理中心(KGC)性能瓶颈的出现;在保证计算量和网络带宽占用不显著增加的同时,采用多线性映射灵活迁移计算,使广播加密的时间和空间复杂度达到最优的折中.     

一种无密钥托管的移动IPv6网络匿名密钥分发协议

针对基于身份的密码体制IBE中固有的密钥托管问题,本文提出了一个移动IPv6网络环境中的无密钥托管匿名密钥生成机制与分发协议.该机制将节点身份认证和密钥生成与分发这两个过程分离,利用不可区分性匿名密文安全性在PKG不知道节点地址的情况下分发私钥给经过身份认证的节点,使得私钥生成中心或认证中心即使被单独攻破,攻击者也无法实现身份碰撞.可将身份认证中心部署于家乡服务器,而将PKG离线部署.经安全性分析,协议有效解决了移动IPv6网络中基于身份密码体制的密钥托管问题.