可验证的(t,n)门限秘密共享方案及其安全性

为了在无可信中心存在的情况下将一个秘密在一组参与者之间实现共享,并且防止参与者间的相互欺骗,提出了一种动态的、可验证的(t,n)门限秘密共享方案.在该方案中,各参与者的秘密份额由所有参与者共同协商,而不是由秘密分发者进行分配.因此,在秘密分发过程中,秘密分发者只需计算一些公开信息,而无需向各参与者传递任何信息.在秘密重构过程中,每个合作的参与者只需向秘密计算者提交一个由秘密份额计算的伪份额,且秘密计算者能够验证伪份额的有效性.方案的安全性是基于离散对数问题的难解性.     

基于椭圆曲线的可验证的强（n,t,n）秘密共享方案

（n,t,n）秘密共享是构造安全多方计算和分布式数据库隐私保护数据挖掘等协议的基础工具.Harn等人提出了适合此环境下的强（n,t,n）秘密共享以及高效的（n,t,n）秘密共享,但这些方案只能验证子份额的真伪而无法验证子秘密的真伪,不能满足安全多方计算和分布式数据挖掘的应用需求.因此,本文基于椭圆曲线的因式分解困难假设和离散对数困难假设,提出可验证的强（n,t,n）秘密共享方案,利用椭圆曲线的点乘运算将多项式和子份额点乘基点加密,进行公开验证子秘密和子份额的真伪,从而保证了双向验证.通过分析显示,我们的方案具有较好的效率.     

一种在线CA安全增强方案

基于椭圆曲线密码(ECC)和(t,n)门限密码技术,结合先应秘密共享机制,提出一种容侵的认证中心(CA)私钥保护方案.该方案通过(t,n)秘密共享机制把CA私钥分发到t个服务器,并通过先应秘密共享体制进行私钥份额的动态更新,同时结合可验证的秘密共享(VSS)方案,实现CA私钥的容侵保护.利用Java和OpenSSL对系统进行了仿真实现,结果表明,方案比目前基于RSA的同类方案具有更优的安全性和效率.     

一个基于几何性质的(t, n)多重秘密共享方案

针对Wu-He方案需要秘密分发者为每个参与者分发大量的秘密信息的不足，利用双变量单向函数和公开偏移向量技术对Wu-He方案进行了改进，提出了一种基于几何方法的(t，n)门限多重秘密共享算法，通过一次秘密共享过程就可以实现对t-1个秘密的共享．在秘密重构过程中，每个合作的参与者只需提交一个由秘密份额计算的伪份额，而不必披露他的秘密份额，从而提高了秘密信息的利用率和秘密分发的效率，降低了系统的通信和存储复杂度．     

基于异或运算的份额可更新(2,n)门限秘密共享方案

传统的Shamir(k,n)门限秘密共享方案,需要复杂的Galois域Fp中的大量运算,效率较低,不能适应传感器网络、RFID等资源受限的应用环境。为了解决这个问题,Y.Fujii和N.Hosaka等人提出了一种基于纯粹异或运算的(2,n)门限秘密共享方案。该方案效率较Shamir方案有很大提高,但是该方案的秘密份额不具备定期更新性。针对这一问题,提出了一种基于异或运算的可更新门限秘密共享方案,兼具效率较高和份额定期更新的特点,特别适合传感器网络、射频卡、Smart卡等资源紧张的安全环境。     

基于RSA的一般访问结构的秘密共享方案

文章基于RSA(Rivest-Shamir-Adleman)密码体制,提出一种一般访问结构的秘密共享方案。为避免分发者的"权威欺骗",方案中的参与者各自选择自己的秘密份额;在秘密恢复阶段,秘密恢复者利用秘密份额影子来恢复秘密,而不暴露秘密份额,因此秘密份额可重复使用;当共享秘密改变时,秘密份额不变,秘密分发者通过改变秘密影子,使得秘密份额能够共享多个秘密;同时,该方案能够验证参与者的欺骗行为。最后,通过理论分析和实例,证明了该方案的安全性和正确性。     

基于齐次线性递归的可验证 多秘密共享方案

基于齐次线性递归提出了一个新的多秘密共享方案, 并将其扩展成一个可验证的方案。在秘密分发过程中, 只需公布很少的公开参数; 在秘密重构过程中, 每个成员只需提供伪份额, 不会暴露秘密份额; 当秘密更改时, 不需重新分配秘密份额, 实现了秘密份额的多次使用。提出的方案具有秘密份额可以多次使用、公开的参数少以及所要重构多项式的次数小的优点, 这使得方案更高效, 能够更好地满足各种应用需求。     

公共可验证秘密共享方案中多用户注册方案

公共可验证秘密共享方案在完成秘密分发后,管理者将会离开,新用户若想分享主秘密,需要k个原有用户承担管理者功能,给新用户分发秘密分存。该文在公共可验证秘密共享方案基础上,利用非交互的零知识证明,给出了有t(t≥1)个新用户注册时由(k,n)方案到(k,n+t)方案的构造,并讨论了t的适用范围。新的(k,n+t)秘密共享方案具有公共可验证功能,且不改变原有用户的分存和访问结构。和已有具有注册功能的公共可验证秘密共享方案相比,新方案允许多个新用户加入秘密共享,具有更加灵活的性质,而且减少了公开参数,降低了计算复杂度。     

对基于复数旋转码的(k,n)-秘密共享方案的扩展与改进

在秘密共享方案中,存在欺骗者提供伪造分存参与秘密重构的行为,欺骗者可得到秘密而其他诚实参与者可能得不到秘密.靳蕃利用复数旋转码构造了(k,n)-秘密共享方案,分析靳蕃构造的基于复数旋转码的(k,n)-秘密共享方案,利用复数旋转码的性质对其进行防欺骗扩展———在分发过程中,计算一个检验值,利用该检验值进行欺骗检测与识别,使其可识别任意数目的欺骗者.改进靳蕃的(k,n)-秘密共享方案的重构算法,使其重构一个秘密码元的计算次数从2(p-1)次XOR运算减少到(p+1)+(p-1)/p2次XOR运算.     

一种基于ECC具有时间限制的动态秘密共享方案

基于椭圆曲线密码体制(elliptic curve cryptography,ECC)?哈希函数及Shamir的门限方案,提出了具有时间限制的动态秘密共享方案?方案中每个参与者秘密份额由自己生成,并且只需维护自己的一份秘密份额就可以共享任意多个秘密;秘密份额的更新具有时间限制,不需要秘密分发者的参与,参与者和秘密分发者无需同步更新,不存在通信量的问题;参与者的加入/退出不影响其他参与者秘密份额的改变,引起授权子集的增加时,计算量主要是秘密分发者进行的哈希运算;秘密份额的生成具有前向安全性;秘密恢复在有效期内对秘密份额进行验证,防止欺骗行为?方案的安全性基于大数分解?椭圆曲线离散对数问题的难解性及Shamir的门限方案的安全性?     

一种在线CA安全增强方案

CA私钥的安全性决定了签发证书的有效性。基于ECC（椭圆曲线算法）和（t,n）门限密码技术,结合先应秘密共享机制,提出了一种容侵的CA私钥保护方案。方案通过（t,n）秘密共享机制把CA私钥分发到t个服务器,并通过先应秘密共享体制进行私钥份额动态更新,结合可验证的秘密共享（VSS）方案,实现了CA私钥的容侵保护。最后,通过Java和Openssl对系统进行了实现。结果表明,本方案比目前基于RSA的同类方案相比,具有更高的安全性和效率。     

基于秘密共享的数字签名方案

针对数字签名安全性问题,利用离散对数问题的难解性和零知识证明协议,结合(t,n)门限签名方案与参与者的身份,提出了一种基于秘密共享的数字签名方案.方案中,无可信秘钥分发中心,参与者的秘密份额由参与者自己生成,能多次使用,且参与者的身份由参与者结合自己的秘密份额生成;秘密更新只更新公开信息,不影响参与者的秘密份额;任何人都可检测分发者是否欺骗参与者及参与者之间是否有欺骗行为;只有授权子集用户才能代表群体进行签名,部分签名和群签名的生成与验证有效;离散对数问题的难解性及零知识证明协议保证信息传输的安全性,进而使得方案的安全性进一步提高.分析表明,该方案是安全的、有效的.     

基于LUC访问结构上的秘密共享方案

基于LUC公钥密码体制提出了一个访问结构上的秘密共享方案.该方案使用参与者的私钥作为其秘密份额,秘密分发者不需要进行秘密份额的分配.秘密份额的长度小于或等于秘密的长度.在秘密重构过程中,每个合作的参与者只需提交一个由秘密份额计算的伪份额,且任何人都能够立即检验每个合作的参与者是否进行了欺骗.该方案可以用来共享任意多个秘密,而不必更新各参与者的秘密份额.分析发现,所提出的方案是一个安全、有效的方案,特别适合应用于秘密分发者与参与者之间不存在安全通信信道的场合.     

一个基于状态树的(t, n)秘密共享方案

在简述已有(t,n)秘密共享方案的基础上,提出了一个直观、简洁有效的基于状态树的(t, n)秘密共享方案,包括设计考虑、算法描述、算法实例,并对该方案进行了分析。分析表明,该方案秘密分割算法具有多项式复杂度,秘密重建算法具有线性复杂度,满足门限机密性和门限可用性。     

基于身份的访问结构上的秘密共享方案

目的设计一个安全的访问结构上的秘密共享方案。方法借助Girault密钥交换协议进行设计。结果与结论设计了一个基于身份的访问结构上的秘密共享方案。新方案中用户自己选择私钥并作为其秘密份额,无需秘密分发者为每个用户分发秘密份额;同时,参与者利用自己的私钥可以共享任意多个秘密;整个方案中计算量小且不需要安全信道,更实用。     

一种新的门限秘密共享方案

一个(k,n)门限秘密共享方案允许把一个秘密S分成n份Si(1≤i≤n),每一份交由一个用户Pi,使得任意k个或多于k个用户联合起来可以恢复秘密S,而任意少于k个用户却不能。在现实生活中,它有着非常广泛的应用。文章介绍了Shamir秘密共享方案,并设计了一种新的基于线性方程组求解的门限秘密共享方案。该方案满足完备、理想特性;与Shamir门限方案相比,其安全性相当;但在计算、重构以及更新共享时更有效。     

无需安全信道可扩展的可验证多秘密共享方案

有些多秘密共享方案存在以下的缺陷:参与者的秘密份额需要秘密分发者选取并通过安全信道分发给参与者;当需要增加新成员或群秘密时,秘密份额需重新选取,影响系统的可扩展性。提出的多秘密共享方案可以实现以下功能:秘密份额由参与者自己独立选取,实现了秘密份额选取的随机性;不需要在秘密分发者和参与者之间建立安全信道,减少了系统开销;需要增加新成员或群秘密时,秘密份额可以重用,很好地实现了扩展性。     

关于两个不同访问群体的秘密共享方案

根据秘密共享的含义,针对目前秘密共享方案不能解决两个具有不同访问权限的群体的秘密共享问题,引入(s+q,m+n)(qmin{n,s})门限秘密共享的概念;结合微分几何和密码学理论,提出有限域Zp上的参数曲线在实数区间(a,b)内可微的思想.利用平面上曲线的主密钥点Q(k)处的法线与切线的交点来构建(2+1,m+n)情形的门限体制;利用空间曲线的主密钥点Q(k)处的超法面与切线的交点来构建(s+q,m+n)(s≥3)情形的门限体制.经证明该门限方案满足秘密共享的重构要求和安全性要求,是一个完备的秘密共享方案.结果显示,该门限方案具有几何直观、主密钥的单参数表示、可扩充新的秘密共享参与者的优点,是一个具体实用且易于实现的秘密共享方案.     

一般访问结构上的多秘密共享方案

为扩展多秘密共享的应用范围，基于Shamir的门限秘密共享方案，提出了一般访问结构上的多秘密共享方案．该方案与现有方案不同的是：一次秘密共享过程可以同时共享任意多个秘密；系统中各个参与者的秘密份额可以重用，其长度等于一个秘密的长度．分析表明，与现有方案相比，该方案降低了秘密分发算法和秘密重构算法的计算复杂度，实现了多个秘密的共享，提高了系统性能．     

一个高效的(t,n)门限多秘密共享体制

基于系统分组码提出了一个（t,n）门限多秘密共享体制．在该体制中,一次共享过程中可以共享任意多个秘密,却不会降低系统性能;每个参与者只需保护一个秘密份额就可以实现多组秘密共享,各组秘密可以具有不同的门限值和不同的数量．分析表明,所提出的体制是一个计算安全的体制,与现有多秘密共享体制相比,其秘密重构的计算量小,特别是当共享的秘密数量很大时,该体制更为高效．