IBE私钥生成器的研制与开发

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1、IBE私钥生成器的（申请工学硕士学位论文）研制与开发IBE私钥生成器的研制与开发刘宇培养单位：信息工程学院学科专业：通信与信息系统武汉研究生：刘宇理工指导教师：龙毅宏教授大学2014年4月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目IBE私钥生成器的研制与开发英文题目ResearchandDevelopofIBEPrivateKeyGenerator研究生姓名刘宇姓名龙毅宏职称教授学位博士指导教师单位名称信息工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称通信与信息系统论文提交日期2014年04月论文答辩日期2014年05月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答

2、辩委员会主席刘泉评阅人刘泉吴巍2014年4月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的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。尽我所知，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，也不包含为获得武汉理工大学或其他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了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文

3、）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要随着近年来互联网的不断发展和普及，人们越来越多的活动和行为都与网络相关，越来越多的数据或者通过网络发送接收，或者直接被存储至网络上，特别的，由于云计算的出现，数据的安全存储正面临着严峻的考验，最近更有新闻爆出，我们国家如

4、华为这样的大型公司的总服务器数据被美国窃取，因此，信息安全问题也越来越受到人们的关注。也正是在这样的大环境下，公钥基础设施PKI作为一个以RSA公钥算法为基础的密码体制，得到了长足的发展，但是它仍然面临着如证书管理、撤销，以及交叉认证等问题。针对这些问题，一种新型的公钥密码体制被提出，即基于身份加密体系IBE。在IBE体系当中，只需获取一个身份标识，再结合一组公开参数即可完成加密，而用于解密的私钥必须从一个可信第三方私钥生成器PKG获取，PKG是通过一个被称为主密钥的随机数来产生私钥的，私钥被计算出来后在PKG内不做保存，PKG只保存主密钥，因此私钥生成器PKG能否安全存储主

5、密钥以及能否将私钥分发至正确的用户手上是IBE体系非常重要的内容，而本课题就是要提出一种研制高性能、高安全私钥生成器PKG的应用方案。首先本文给出了私钥生成器PKG的整体架构，包括三个模块的设计与实现，分别是私钥生成服务程序、密码硬件以及配置管理工具，并且在SSL协议基础上，设计实现了一种基于C/S的安全通信协议。其次，由于IBE参数放置于密码硬件中，本文设计实现的私钥生成服务程序作为客户端和密码硬件的桥梁，接收客户端请求后再向密码硬件请求公开参数和私钥等参数，获取后将这些参数返回给客户端。然后，本课题还设计实现了密码硬件模块，并且出于安全性的考虑，密码硬件于PC机开发完成后

6、，经交叉编译器编译链接，最终移植至硬件卡内运行。另外，本文根据椭圆曲线上双线性映射等理论知识，设计实现了配置管理工具模块，并经过配置管理工具与密码硬件的交互，完成了对密码硬件的公开参数以及主密钥等参数的配置。最后，为了验证本课题研制开发的私钥生成器的正确性和可行性，本文对其进行了性能测试和分析。本文的创新点和特色之处在于，私钥生成器验证用户身份和计算私钥是分开的，密码硬件将移植至硬件卡内实现，而用于计算私钥的主密钥是可分割的，分割之后可分别保存于不同的硬件卡内，以降低主密钥泄露的风险。关键字：基于身份加密，私钥生成服务程序，密码硬件，配置管理工具I万方数据武汉理工大学硕士学位

7、论文AbstractWiththedevelopmentandpopularizationoftheInternetinrecentyears,moreandmorepeople'sactivitiesandbehaviorareassociatedwiththenetwork,moreandmoredataissentandreceivedoveranetwork,orisstoreddirectlyonthenetwork.Especially,sincetheemergenceofcloudcom