可证安全的密钥隔离密码体制研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目可证安全的密钥隔离密码体制研究学科专业信息与通信工程学号200911060102作者姓名朱国斌指导教师秦志光教授万方数据万方数据分类号密级UDC注1学位论文可证安全的密钥隔离密码体制研究（题名和副题名）朱国斌（作者姓名）指导教师秦志光教授、博导、电子科技大学（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业信息与通信工程提交论文日期2014年10月25日论文答辩日期2014年12月8日学位授予单位和日期电子

2、科技大学2014年12月25日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据万方数据StudyonKeyInsulatedCryptosystemwithProvableSecurityADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:InformationandCommunicationEngineeringAuthor:GuobinZhuAdvisor:Prof.ZhiguangQinSchool:SchoolofComput

3、erScienceandEngineering万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学

4、可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据万方数据摘要摘要伴随着信息技术的高速发展，信息安全日益成为阻碍信息技术被广泛应用于各个领域的核心问题。作为信息安全技术的重要组成部分，公钥密码学技术受到了前所未有的关注。当公钥密码系统被部署到不安全的环境如无线传感器网络或移动终端时，由于木马、病毒以及操作系统漏洞带来的密钥泄露问题也变得不可避免。由于公钥密码系统的安全性都依赖于密钥自身的安全，当密钥被泄露时，整个公钥密码系统的安全性也将被

5、彻底破坏。在传统公钥密码体制中，可以通过撤销公钥的手段来缓解用户密钥泄露带来的损失。但在基于身份的公钥密码体制中，由于用户的公钥都是由用户的公开身份信息推导而来，难以采用撤销公钥的方法来解决密钥泄露问题。因此，如何有效解决基于身份的公钥密码系统中的密钥泄露问题成为了目前的研究热点。基于密钥进化思想提出的密钥隔离密码体制将密钥生存周期划分为多个不同的时间片，当其中某些时间片内的密钥泄露以后，其余时间片内的密钥仍然能保证安全，因而极大地降低了密钥泄露可能带来的危害。本文研究以可证安全为主线，对基于身份的密钥隔离密码体制设计与安全性分析进行了探讨，主要的创新点包括以下三个方面：

6、1）本文提出了一个高效可证安全的基于身份的密钥隔离签密方案。在分析Chen等提出的基于身份的密钥隔离签密方案的基础上，本文提出了一个新的签密方案，解决了对自适应选择密文攻击不能提供不可区分性（IndistinguishabilityagainstAdaptiveChosenCiphertextAttacks，IND-CCA2）保护和对自适应选择消息攻击无法提供不可伪造性（ExistentialUnforgeabilityagainstAdaptiveChoseMes-sageAttacks，EUF-CMA）保护的安全问题，并在标准模型下证明了本文提出方案的安全性。分析结果

7、显示本文提出的方案在计算效率和密文长度等方面，优于已有标准模型下基于身份的签密方案。2）本文提出了一个椭圆曲线密码体制下的基于身份的密钥隔离签名方案。鉴于目前基于身份的密钥隔离签名方案均采用计算开销昂贵的双线性对来构造，为了降低计算开销，本文提出了一个利用椭圆曲线密码体制构造基于身份的密钥隔离签名方案。首先给出了形式化定义和安全模型，然后在随机预言机模型下构造了一个可证安全的基于身份的密钥隔离签名方案，最后通过将方案的安全性归约到离散对数难题上证明了其安全性。分析结果显示，本文提出的方案在运算效率上优于已有的其他方案。I万方数