一个CCA安全的基于身份的门限加密方案

提出一个非交互的基于身份的门限加密方案,该方案在随机预言器模型下可证明是CCA安全的.首先利用一个简单的提高安全性的方法,得到一个将一般的基于身份加密方案的安全性从CPA提高至CCA的通用方法,接着运用该转化方法,构造了一个CCA安全的基于身份的门限加密方案实例且密文的传输效率较之前的方法有大幅提高.     

A certificateless threshold public key encryption scheme

The decryption participant’s private key share for decryption is delegated by key generation center in the threshold IBE scheme.However,a key generation center which is absolutely trustworthy does not exist.So the author presents a certificateless threshold public key encryption scheme.Collaborating with an administrator,the decryption participant generates his whole private key share for decryption in the scheme.The administrator does not know the decryption participant’s private key share for decryption.Making use of q-SDH assumption,the author constructs a certificateless threshold public key encryption scheme.The security of the scheme is eventually reduced to the solving of Decisional Bilinear Diffie-Hellman problem.Moreover,the scheme is secure under the chosen ciphertext attack in the standard model.     

A Practical Approach to Attaining Chosen Ciphertext Security

Strong security in public key cryptography is not enongh; the encryption has to be achieved in an efficient way. OAEP or SAEP is only suitable for special applications （e. g. key transport）, and securely transporting message of any length is a challenge. Motivated by the hybrid encryption, we present a practical approach to achieve the （adaptively） chosen eiphertext security. The time cost of encryption/decryption of proposed scheme is similar to OAEP and the bandwidth of message recovery is 92% for standard security parameter, while RSA-OAEP is 84%. The scheme is also provably secure against adaptively chosen ciphertext attacks in the random oracle model. We conclude that the approach is practical in more extensive application.     

基于IBE算法的无线传感器网络加密方法研究

由于无线传感器网络在电源、计算能力、内存容量和易受攻击等方面的局限性,传统的网络密钥分配和管理方法已不适用.目前人们提出了随机分配等基于对称密钥系统的加密方法.文中试图探讨基于非对称密钥系统的方法.从身份标识的密钥体系IBE(Identity-Based Encryption)出发,给出了一种适用于无线传感器网络的密钥分配和管理方法.首先简要介绍基于身份标识的密钥体系,特别是Boneh-Franklin算法,然后给出密钥分配和加密方法,并从算法的复杂性、安全性、健壮性和内存需求等方面,与随机算法、RAS算法等进行分析比较,应用仿真平台TinyOS的实验结果表明了文中推出方法的可行性和有效性,显示了良好的综合性能,为无线传感器网络的加密提供了新的手段.     

New constructions of identity-based threshold decryption

In this paper, based on the verifiable pair and identity-based threshold cryptography, a novel identity-based (ID-based) threshold decryption scheme (IDTDS) is proposed, which is provably secure against adaptive chosen ciphertext attack under the computational bilinear Diffie-Hellman (CBDH) problem assumption in the random oracle. The pubic checkability of ciphertext in the IDTDS is given by simply creating a signed ElGamal encryption instead of a noninteractive zero-knowledge proof. Furthermore, we introduce a modified verifiable pairing to ensure all decryption shares are consistent. Our scheme is more efficient in verification than the schemes considered previously.     

混合云模式下数据安全存储方案

针对混合云模式下数据安全存储与共享使用的问题,提出一种适用于混合云模式下的高效数据安全共享方案,该方案采用密文策略的属性基加密机制加密数据,通过私有云将密文数据存储在公有云上;移动用户访问云数据时,采用匿名密钥协商技术和委托加解密方法,保证用户对数据的快速访问.实验结果表明,本方案能够保证公有云上数据的安全存储,支持细粒度的访问控制,同时将大部分解密计算委托给私有云,减少移动云用户访问云数据的处理时间,使得其加解密时间为恒定值,不会随着属性的增多而线性增长.      

标准模型下高效的基于身份的加密方案

基于身份的加密是一类很重要的公钥加密.给出了一个高效的基于身份的加密方案,提出的方案在标准模型下是针对选择密文攻击完全安全的,并运用线性无关的思路基于q-ABDHE假设证明了方案的安全性.方案具有高效性、公钥参数较短及配对计算较少的特点.     

基于改进AES的一次一密加密算法的实现

AES(advanced encryption standard)加密算法在分组密码领域一直有着不俗的表现,但是传统AES算法具有S盒的迭代循环周期短、轮密钥和种子密钥之间的相关性较强的缺陷。为增强AES算法的安全性,通过采用一种新的仿射变换对产生新的S盒,再利用平方剩余算法产生随机密钥流序列的方法对AES算法进行了改进。结果表明:改进后的S盒的迭代循环周期在GF(2~8)域上为256;每一次加解密运算使用的密钥都是不一样的随机密钥流序列。可见,改进后的AES算法使得明文的每一个分组都使用不同的密钥进行加密,从而使得各分组密文之间不具相关性,达到了使用固定密钥实现一次一密加密的目的,从而提高了AES加密算法的安全性。     

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)。     

无线传感器网络CPKAI密钥管理方案

公钥能提供对称密钥无法提供的高安全等级。基于身份的加密技术密钥管理简单、无需第三方参与,但计算复杂度较高,不适用于无线传感网;组合公钥技术存储要求低而认证规模巨大,可在芯片级实现认证,适合无线传感网,但存在合谋攻击问题。基于身份的组合公钥认证方案,将上述技术进行优势整合,采用密钥因子矩阵取代双线性映射生成密钥,有效地降低了加密/解密计算的复杂度,从而节省了网络能耗;密钥因子矩阵基于簇生成,极大地减少了密钥存储空间,并抵御了合谋攻击。从理论上分析了方案的安全性,并通过仿真实验,证明方案在计算复杂度和能效方面具有较大的优势。     

一种改进的概率密码方案的构建与分析

概率公钥密码体制能有效解决确定型公钥密码体制存在的敌手采用选择明文攻击安全性问题;RSA公钥密码体制在应用于长消息数据的加密时,存在着加解密计算效率较低,时间开销大的问题。通过分析2种密码算法的基础,本文提出了一种概率密码方案,该方案在加密与解密时大大减少了计算时间的开销,又能抵御选择明文攻击,特别适合于长消息数据的加密与解密。     

面向医疗数据安全存储的增强混合加密方法

现实生活中病人的电子病历通常由就诊医院统一管理,其电子病历数据也都由医疗电子病历系统集中存储.这种集中式存储方式,在跨医院进行信息共享时会让病人的隐私信息存在泄露的风险.文中从信息安全中的关键技术—数字加密技术入手,分析了经典的对称加密算法（data encryption standard,DES）和非对称加密算法（Rivest-Shamir-Adleman,RSA）,提出了面向医疗数据安全存储增强的混合加密方法.提出改进算法IBDES通过双重加密增强安全强度;提出改进算法EPNRSA在降低RSA加密时间复杂度的同时还保证了加密的安全质量;形成基于IBDES和EPNRSA的医疗数据增强混合加密方法.通过理论分析和仿真实验表明,该方法具有加解密效果好、执行速度快以及安全性高等优点,是面向医疗数据安全存储的一种理想方案.      

融合量子密钥的内网文件加密系统

随着量子计算技术快速发展，基于计算复杂性的加密技术正面临着巨大的威胁，单一的防火墙技术无法完全阻止黑客的侵入和发自内网的攻击。采用防火墙与量子保密通信技术相结合的策略，能够有效解决上述问题。文中设计了一种基于量子密钥的局域网内文件安全系统，使用量子密钥并结合"一次一密"的方式对局域网内部隐私文件进行加密，能够有效防范文件失窃带来的损失。系统包括2个部分：以文件处理单元为核心的客户端软件，以加/解密信息管理模块为核心部件的服务器。为了增加密文的复杂性、密钥的存储安全性、计算可行性，提出了密文混合拼接、弱口令错位置乱、密钥智能匹配3种密钥处理方法，有效提高了系统的整体安全性。经系统功能测试与网络仿真分析，验证了系统的有效性、安全性及可行性。     

An Improved Ciphertext Retrieval Scheme Based on Fully Homomorphic Encryption

In order to guarantee the user's privacy and the integrity of data when retrieving ciphertext in an untrusted cloud environment, an improved ciphertext retrieval scheme was proposed based on full homomorphic encryption. This scheme can encrypt two bits one time and improve the efficiency of retrieval. Moreover, it has small key space and reduces the storage space. Meanwhile, the homomorphic property of this scheme was proved in detail. The experimental results and comparisons show that the proposed scheme is characterized by increased security, high efficiency and low cost.     

基于超混沌与圆锥曲线的混合加密算法

为解决数据安全问题,通过对超混沌加密与圆锥曲线加密算法进行研究,设计了一种基于超混沌与圆锥曲线的混合加密算法。首先运用两个超混沌系统产生一个无关联性的超混沌序列,然后将明文与超混沌序列执行异或操作实现首次加密,再将加密后的密文作为圆锥曲线加密的明文进行二次加密。通过实验对比分析可知,一方面该算法具有密钥空间大、密文统计特性良好、密钥敏感性高的优点;另一方面经过双重加密后的明文与密文之间没有直接联系,无法通过选择特殊的明文、密文对的办法破解密钥序列,且算法中的非线性运算,能抵御选择明文攻击,可见提高了算法安全性。     

云计算环境中基于属性的多权威访问控制方法

在云计算环境中,如何实现在不可信及动态变化的云计算环境中对加密数据的访问控制是云计算走向实际应用亟待解决的问题之一.文中提出了一种基于属性的访问控制方法,该方法将密文长度及加解密过程的计算量限制为固定值,提高了系统的计算效率,并且引入了层次化的授权结构,降低了单一权威授权的负担,提高了安全性.文中分析了方法的安全性、可扩展性和计算复杂性等性能,实验结果证明了该方法在域权威授权、用户授权及加解密等过程中的计算量上的优越性.     

支持撤销的多授权中心访问控制方案

为了缓解单授权中心的计算压力,近些年提出了多授权中心的访问控制方案.这些方案对于用户及属性的撤销问题并没有有效地解决.本文提出了一种基于CP-ABE的支持用户和属性撤销的多授权中心访问控制方案.通过引入密钥加密密钥（key encryption key,KEK）树实现用户和属性层级的撤销,同时将计算压力分散给多个授权中心,并将部分解密交给云服务器,减少了用户的计算消耗.通过安全性证明和实验结果表明,方案可以抵御合谋攻击,同时有效地降低撤销过程中密文和密钥更新的消耗时间.￣      

基于MGSW15方案的分组密码电路的同态运算

全同态加密(FHE)允许在不知道秘密信息的前提下对密文进行任意运算,已成为大数据和云安全背景下的热门研究方向,近年来取得了重大进展.但在实际应用中全同态加密仍面临诸多问题,其中严重的密文扩张给密文传输带来了巨大压力,通过将全同态加密方案与对称密码相融合可以有效解决这一问题.GSW类型的全同态加密方案效率较高,且进行同态计算不需要再线性化技术,本文选取了支持并行操作的MGSW15方案,其密文可以转化为任意基于LWE的FHE方案的密文.给出了在云计算背景下基于MGSW15方案实现密文压缩的基本框架,并利用该方案分别同态计算实现了分组密码AES-128、PRINCE、SIMON-64/128电路,根据每种分组密码的结构特点对其明文分组采用多种切割方式以提高同态运算效率,最后对效率和安全性进行了分析.结合AES算法的安全性、通用性以及轻量级分组密码算法PRINCE和SIMON的高效性,本文的工作在实际应用中效率更高、应用范围更广,密文传输量与明文规模的比值趋近于1,且传输1比特明文只需进行O(1)次同态乘法.     

云计算环境中数据分布式强制访问控制算法研究

在云计算环境中,用户把敏感数据外包在云端,所以数据强制访问控制成为目前云计算研究中亟需解决的问题。当前常用的解决算法是加密数据密钥,但这种算法因密钥分发及数据管理导致计算开销大。因此,提出一种新的云计算环境中数据分布式强制访问控制算法,介绍了云计算环境中数据访问流程,分析基于密文策略和属性的加密算法,利用属性集合对云计算环境中的用户身份进行描述,通过访问控制树表示数据分布式强制访问控制结构,在用户属性集符合既定访问控制结构的情况下,用户才能够完成对数据的解密。通过属性私钥申请、文件上传和文件下载三个过程实现数据分布式强制访问控制。实验结果表明,所提算法在效率、安全性、内存消耗和控制精度四个方面均显示出了很大的优势。     

基于自生成模m单元矩阵的双置乱图像加密的快速算法

给出了一种双置乱图像加密快速算法。算法以生成的n维模m单元矩阵作为置乱矩阵,通过置乱图像像素的空间位置和置乱图像像素值相结合的双重置乱算法达到加密图像的目的。算法流程以数论知识为基础通过扩展密钥空间和扰乱图像的直方图提高了图像加密的安全性。图像加解密的效率也有较大提升。