无证书密文等值测试签密方案

在云计算应用中,确保消息的机密性和不可伪造性,同时判断不同密文对应明文的等价性显得至关重要.具有密文等值测试功能的签密方案可以实现此类安全目标.该文基于无证书公钥密码环境,设计了一个具有密文等值测试功能的无证书签密方案(CLSCET).首先,提出了无证书密文等值测试签密方案的框架和安全模型,定义了两类具有不同攻击能力的敌手和3类安全目标.然后构造了具体的无证书密文等值测试签密方案,并分析了方案的正确性.最后,基于随机预言模型,证明该文方案满足选择密文攻击下的单向性(OW-CCA)、选择密文攻击下的不可区分性(IND-CCA2)和选择消息攻击下的不可伪造性(EUF-CMA)安全.与现有近似方案相比,该文方案满足IND-CCA2的机密性、EUF-CMA的不可伪造性和OW-CCA的密文单向性.     

匿名CLPKC-TPKI异构签密方案

异构签密可以保证不同公钥密码系统之间数据传输的机密性和不可伪造性。本文定义了从无证书公钥密码环境到传统公钥密码环境（CLPKC→TPKI）异构签密方案的形式化模型,并利用双线性对提出了一个CLPKC→TPKI异构签密方案。在随机预言模型下,基于计算Diffie-Hellman和修改逆计算Diffie-Hellman困难假设,证明方案满足内部安全的机密性和不可伪造性。同时,方案满足密文匿名性,可以有效地保护收发双方的身份隐私。方案使用不同的密码系统参数,更接近于实际应用环境。与已有异构签密方案相比,方案的效率较高,适合于收发双方身份保密和带宽受限的应用需求。     

支持关键字搜索的无证书密文等值测试加密方案

公钥加密等值测试(PKEET)可以实现云环境下不同公钥加密数据之间的密文等值比较,即不对密文解密的情况下测试两个密文对应的明文是否一致。但是,密文等值测试加密不提供关键字密文搜索功能。已有密文等值测试加密方案直接以消息生成陷门作为等值测试的凭证,测试的准确度不高,搜索效率较低。针对此问题,该文首先提出了支持关键字搜索的无证书密文等值测试加密(CLEETS)方案。方案通过关键字检索判断是否包含自己需要的信息,根据判断结果选择执行等值测试,从而避免无效测试。然后,在随机预言机模型下证明该方案满足适应性选择关键词不可区分性。最后,对方案进行功能和效率对比。对比结果表明,该文方案的计算代价略高,但是方案在密文等值测试加密中实现了关键字的检索功能,弥补了效率低的不足。     

可证安全的紧致无证书聚合签密方案

无证书聚合签密不仅可以保证信息传输的机密性和认证性,还可以降低密文的验证和通信开销。分析现有无证书聚合签密方案,发现它们的计算效率普遍较低。该文提出一个紧致的无证书聚合签密方案,方案聚合验证密文信息需要的双线性对个数固定,并且与签密用户个数无关。与已有无证书聚合签密方案相比,新方案减少了双线性对运算个数,提高了聚合验证效率。同时,在随机预言模型下,基于双线性Diffie-Hellman困难问题和计算Diffie-Hellman困难问题,证明方案满足机密性和不可伪造性。     

可证安全的IDPKC-to-CLPKC异构签密方案

为了保证异构网络中消息的机密性和认证性,该文定义了身份公钥密码IDPKC到无证书公钥密码CLPKC异构签密模型,并提出具体的IDPKC-to-CLPKC异构签密方案。方案中双方密码系统参数相互独立,能够满足实际应用需求。在随机预言模型下,基于GBDH, CDH和q-SDH困难假设,证明方案满足IDPKC-to-CLPKC异构签密的机密性和不可伪造性。同时,该方案满足匿名性,通过密文无法判断发送方和接收方的身份,可以有效保护双方的身份隐私。     

基于无证书的格基代理签密方案

无证书代理签密在信息安全领域发挥着越来越重要的作用。现有的大多数无证书代理签密基于传统数学理论,无法抵制量子计算攻击。该文采用格密码技术提出基于无证书的格基代理签密(L-CLPSC)方案。L-CLPSC在带错误学习(LWE)问题和小整数解(SIS)问题的困难假设下满足自适应选择密文攻击下的不可区分性和自适应选择消息攻击下的不可伪造性。相比较而言,L-CLPSC具有更高的计算效率和更低的通信代价。     

高效的无证书多接收者匿名签密方案

针对已有的基于身份的多接收者签密方案存在的密钥托管问题,研究了无证书多接收者签密安全模型,进而基于椭圆曲线密码体制,提出一个无证书多接收者签密方案,并在随机预言机模型下证明方案的安全性建立在计算Diffie-Hellman问题及椭圆曲线离散对数问题的困难性之上。该方案无需证书管理中心,在签密阶段和解签密阶段均不含双线性对运算,且可确保发送者和接收者的身份信息不被泄露,可以方便地应用于网络广播签密服务。     

具有内部安全性的常数对无证书聚合签密方案

聚合签密不仅能够减少密文的验证计算量,而且能够保证数据的机密性和认证性。该文分析刘等人(2016)提出的无证书聚合签密(CLASC)方案,指出第2类攻击者可以伪造密文,刘方案不满足适应性选择密文攻击的不可区分性和适应性选择消息攻击的不可伪造性。为了提升CLASC方案的安全级别和聚合验证效率,该文提出CLASC的内部安全模型和具有内部安全性的CLASC方案。该方案聚合验证密文只需要3个双线性对,与现有同类方案相比,具有较高的验证效率。基于计算Diffie-Hellman困难假设,证明新方案在随机预言模型下,满足CLASC内部安全模型下的机密性和不可伪造性。     

可证安全的传统公钥密码-无证书公钥密码异构聚合签密方案

异构签密可以保证异构密码系统之间数据的机密性和不可伪造性。分析现有的异构签密方案,发现它们只针对单个消息,无法实现批验证。聚合签密能够把不同用户对多个消息产生的签密密文同时发送给接收者,而且可以提供批量验证,降低验证开销。该文提出一个传统公钥密码-无证书公钥密码异构聚合签密方案,该方案不仅能够保证传统公钥密码(TPKI)和无证书公钥密码(CLPKC)系统间通信的机密性和认证性,而且聚合验证时不需要双线性对。在随机预言模型下,基于间隙双线性Diffie-Hellman困难问题、计算Diffie-Hellman困难问题和离散对数问题,证明该方案满足自适应性选择密文攻击下的不可区分性和自适应选择消息下的不可伪造性。     

Certificateless signature and blind signature

Certificateless public key cryptography is a new paradigm introduced by Al-Riyami and Paterson. It eliminates the need of the certificates in traditional public key cryptosystems and the key escrow problem in IDentity-based Public Key Cryptography （ID-PKC）. Due to the advantages of the certificateless public key cryptography, a new efficient certificateless pairing-based signature scheme is presented, which has some advantages over previous constructions in computational cost. Based on this new signature scheme, a certificateless blind signature scheme is proposed. The security of our schemes is proven based on the hardness of computational Diffie-Hellman problem.     

两个无证书聚合签名方案的安全性分析

张玉磊等人(2015)提出了两种无证书聚合签名方案,并证明其方案在随机预言机模型下是可证明安全的。该文分析张玉磊等人提出的两种方案的安全性,指出了第1种方案可以抵抗两类攻击者的攻击;第2种方案不能抵抗第1类攻击者和第2类攻击者的攻击,给出详细的攻击过程,证明攻击者伪造出的签名可以通过验证,分析了第2种方案存在伪造攻击的原因,提出了改进的方案。     

无证书体制下的多接收者签密密钥封装机制

无证书签密密钥封装机制(CLSC-KEM)与数据封装机制共同构成无证书混合签密方案。该文提出一个新的概念：无证书体制下的多接收者签密密钥封装机制(mCLSC-KEM)。给出了mCLSC-KEM的定义以及安全模型,并构造了一个具体的方案。该方案比一般性构造(对每个接收者分别运行CLSC-KEM)高效很多,其密钥封装仅需计算1个双线性对,且对应的数据封装仅需运行1次对称加密,而一般性构造需计算n个双线性对和n次数据封装(设n个接收者)。在随机预言模型下,基于Gap双线性Diffie-Hellman问题,该文的方案是可证明安全的。     

无证书聚合签名方案的安全性分析和改进

该文分析了He等人(2014)提出的无证书签名方案和Ming等人(2014)提出的无证书聚合签名方案的安全性,指出Ming方案存在密钥生成中心(KGC)被动攻击,He方案存在KGC被动攻击和KGC主动攻击。该文描述了KGC对两个方案的攻击过程,分析了两个方案存在KGC攻击的原因,最后对Ming方案提出了两类改进。改进方案不仅克服了原方案的安全性问题,同时也保持了原方案聚合签名长度固定的优势。