NTRU 公钥密码的可视化教学

为便于NTRU公钥密码教学，描述了NTRU公钥密码，通过简化实例演示了NTRU公钥密码的密钥生成算法、加密算法及解密算法的具体实现过程。     

一类用于攻击NTRU的新格

NTRU算法是一个新的公钥密码算法,其安全性取决于从一个非常大的维数格中寻找最短向量的困难性.作者研究了NTRU算法的安全性,使用格约化方法对NTRU算法进行攻击.并找到了一类特殊的格,由于利用了NTRU私钥的特殊结构,该格的维(dimension)比常用的格更小.研究表明,具有某种特征的NTRU密钥特别容易被攻击,但是本文的方法可以用于攻击所有的NTRU密钥.该研究不会影响NTRU的应用,只是对NTRU格参数的选取有了更加严格的限制条件.从安全性和有效性综合考虑,NTRU公钥密码体制有着广阔的应用前景.     

一类用于攻击NTRU的新格

NTRU算法是一个新的公钥密码算法．其安全性取决于从一个非常大的维数格中寻找最短向量的困难性．作研究了NTRU算法的安全性．使用格约化方法对NTRU算法进行攻击．并找到了一类特殊的格．由于利用了NTRU私钥的特殊结构，该格的维(dimension)比常用的格更小．研究表明．具有某种特征的NTRU密钥特别容易被攻击，但是本的方法可以用于攻击所有的NTRU密钥．该研究不会影响NTRU的应用．只是对NTRU格参数的选取有了更加严格的限制条件．从安全性和有效性综合考虑，NTRU公钥密码体制有着广阔的应用前景．     

NTRU密码算法的安全性分析

随着量子计算的快速发展,目前主流的公钥密码体制如RSA、ECC等均已找到多项式时间复杂度的量子求解算法.NTRU密码算法由于至今未找到有效的量子求解算法,被认为具有抗量子计算攻击的能力,加之其具有加解密速度快、内存需求小等特点,已经在公钥密码领域受到了广泛关注.首先介绍NTRU密码算法的加解密流程以及算法的改进方案,然后从格攻击和非格攻击两方面分析NTRU密码算法的安全性,重点介绍格攻击在子域上的最新进展,以及解密错误攻击的提出和改进.     

基于NTRU公钥密码体制的可认证同态密钥协商协议

分析了常见的密钥协商协议,基于同态加密机制和NTRU公钥密码体制,提出了基于NTRU的可认证同态密钥协商协议.该协议建立的会话密钥是可认证的、等献的和前向保密的.和基于其他公钥密码体制的密钥协商协议相比,所提出的密钥协商协议的效率和安全性都有所提高.使用改进的BAN逻辑对协议进行形式化分析,证明了协议的安全性     

NTRU密码体制中解密失败的分析与方案改进

NTRU是一种新的构建在环上的公钥密码体制,其安全性基于在大维数格中寻找最短向量的数学难题(shortest vector problem,SVP),然而该体制存在一个明显的缺陷:在参数选取不当的情况下容易造成解密失败.首先介绍了NTRU体制及其解密失败的原因,并分析了保证解密正确参数选取的理论基础.在此基础上,分析了两种基于解密失败的NTRU改进体制,并指出了这两种体制存在的问题.最后提出了一种改进体制,该体制不仅能避免前两种体制中存在的缺陷,解决NTRU解密失败问题,同时也保证其安全性同NTRU等价.     

一种新型快速的公钥加密方案

借鉴NTRU公钥密码体制的设计思想,提出了一种基于因式分解困难性的全新公钥加密方案.该方案安全、简单、高效,易于实现,且密文具有随机性的特点,非常适合于小数据量和受限环境(如手机、智能卡)下的加密通信.     

基于NTRU的PKI模型

计算机网络的发展与普及,使得人们对网络安全的要求也越来越高,PKI正是能够实现信息安全的热门密码技术.NTRU算法是一个新的公钥密码体制,它具有密钥产生容易、高速和低需求等特点,它的加密使用基于多项式代数和对数p,g约化模的混合系统,而解密使用基于概率论的非混合系统.文中提出了一个基于NTRU和NTRUSign的PKI模型,在此模型中一个主体拥有两个证书,且证书的颁发由两个子CA进行,这样减轻了根CA的负荷,讨论了此模型具有的特点,从而使这个模型具有一定的实用价值.     

基于椭圆曲线算法的数字签名技术研究

椭圆曲线密码体制是一种高安全性、高效率的公钥密码体制,它已逐渐取代RSA加密算法,成为下一代公钥加密的标准。本文介绍了基于椭圆曲线算法的数字签名技术的基本原理及其安全性,展望了公钥密码体制未来的发展方向。     

基于DES和RSA的混合加密机制

密码是一种可以防止信息泄漏的技术.就体制而言，一般分为两类：对称密码体制和非对称密码体制.对称密码体制这类算法用同一把钥匙进行加密解密，适合对大批量数据的加密.常见的算法有DES、IDES、FEAL等.非对称密码算法是发信人和接信人之间需要进行密钥交换，目前常用的公钥密码系统基于由RSA Data Security获得专利的算法.非对称密码体制使用公钥（Public key）和私钥（private key）进行认证，签名，加密等，公钥和私钥是同时生成的，成为一对钥.用你的公钥加密的数据只有用你的私钥才能解密。     

Efficient broadcast encryption scheme based on number theory research unit

In this paper, a new broadcast encryption scheme is proposed by using the efficient and computationally inexpensive public key cryptosystem NTRU (number theory research unit). In our scheme, we use the idea of RSA and develop this idea from two-party to multi-party, and combine this multi-party public key idea with the multiplication in ring R of NTRU. What we get from this design is extremely efficient encryption and decryption, fast and easy key creation, low memory requirements and revocation property, etc. Moreover, this novel work contains other desirable features, such as traitor tracing. With its complexity only O(log₂ n), the tracing algorithm of this system is more efficient than that of the previous ones.     

An efficient quantum meet-in-the-middle attack against NTRU-2005

NTRU is one of the most widely used public-key cryptosystems and its security has been an active research topic. This paper proposes a new way to find NTRU-2005 private key. The algorithm is based on meet-in-the-middle attack and a quantum algorithm for searching the fixed weight target. Compared with the current classical and quantum meet-in-the-middle attacks, our algorithm has lower time and space complexity. Moreover, this attack can also be applied against different versions of NTRU. The result can help to understand the security of NTRU better.     

抗量子计算的装备保障云服务同态认证方案设计

基于格理论设计的同态认证方案具有抗量子计算的属性,然而现有的标准格上设计的同态认证方案由于密钥存储量大,结构复杂导致方案实际运行效率相对偏低,不能应用于装备保障云服务中。基于NTRU格理论,设计了首个抗量子计算的面向装备保障云服务的线性同态认证方案,新方案利用NTRU密钥生成算法简化了系统的密钥,避免了庞大的密钥量,然后采用结构简洁的NTRU格上原像高斯抽样算法产生出线性同态认证值。证明结果与分析表明:新方案具有弱内容隐私性安全,在随机预言机模型下,新方案在NTRU-SIS问题困难性假设下满足适应性选择消息的存在性不可伪造性。通过与已有方案实现效率相比,新方案在密钥量、认证代价和通信代价方面均为最优。     

A quantum algorithm for searching a target solution of fixed weight

To search for a target n-product Boolean vector of fixed weight d, we propose an important method involving the notion of a fixed-weight "vector label" accompanied with a vector label restoration algorithm. Based on these, we present a new quantum algorithm designed to search for a fixed-weight target whose computation complexity, specifically O (（Cdn+1）^1/2) , is better than that for a classical algorithm. Finally, we use the procedure to search for the NTRU private key as an example to verify the efficiency of the new algorithm in searching for fixed-weight target solutions.     

基于NTRU的密文域可逆信息隐藏算法

NTRU (number theory research unit)具有抗量子计算攻击、加解密速度快、安全性高的特点,非常适合用于无线保密数据网、认证系统等业务。结合可逆信息隐藏技术,提出了一种基于NTRU的密文域可逆信息隐藏算法。首先利用差值扩展算法完成对图像像素的预处理;然后使用NTRU算法对图像像素进行加密,利用NTRU算法的加法同态性质在密文中嵌入信息,嵌入的信息得到NTRU算法加密的安全性理论保证;解密与信息提取后,利用差值扩展算法的特点可逆恢复出图像像素。采用图像的直方图及方差、信息熵、相邻像素的相关性等统计学方法,论证了在密文中嵌入信息的不可感知性。仿真实验结果表明：该算法既能实现嵌入信息后密文的正确解密,又能无损提取秘密信息,平均嵌入率可达到0.5 bpp (bit per pixel)。     

一种基于NTRUSign的代理签名方案

NTRUSign是一种基于NTRU算法的数字签名方案,该方案的安全性取决于从一个非常大的维数格中寻找最接近向量问题,NTRU数字签名方案具有密钥产生容易、速度快、占用资源少等特点.文中构造了一个新型的基于NTRUSign的持票代理签名方案,并对该方案的安全性方面作了分析.     

基于NTRU公钥密码系统的RFID通信安全协议的研究

 提出使用NTRU公钥密码系统建立RFID通信安全协议。通过使用构造随机化函数对NTRU公钥密码系统的明文进行动态、随机化映射,使由其映射后的明文具有了动态、随机分布的特性,实现了对明文信息的隐蔽,抵御了对明文信息特性的统计,致使攻击者对所得信息及信息来源无法区分和识别。由此设计的安全协议不仅满足了RFID通信安全协议要求的保密性、认证性等基本功能,而且能够有效地解决流量分析、跟踪攻击、隐私泄漏等RFID系统特殊的安全问题。同时不需要穷尽搜索,不需要密钥同步,密钥存储、密钥管理系统简单,并且具有良好的可扩展性。