密码学中的可证明安全性-杨波

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1、语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安全的IBE方案密码学中的可证明安全性杨波陕西师范大学计算机学院杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安全的IBE方案目录1语义安全IND-CPAIND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约2IBE的背景3IBE的安全性双线性映射BDH假设4选择明文安全的IBE方案5选择密文安全的IBE方案杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA

2、规约单向加密–Onewayencryption如果敌手已知某个密文，不能得出所对应的明文的完整信息，该公钥加密方案称为单向加密（Onewayencryption，简称OWE），是一个很弱的安全概念，因为不能防止敌手得到明文的部分信息。杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约语义安全语义安全（Semanticscurity）的概念由Goldwasser和Micali于1984年提出，即敌手即使已知某个消息的密文，也得不出该消息的任何部分信息,即使是

3、1比特的信息。这一概念的提出开创了可证明安全性领域的先河，奠定了现代密码学理论的数学基础，将密码学从一门艺术变为一门科学。获得2012年度图灵奖。杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约语义安全加密方案语义安全的概念由不可区分性(Indistinguishability)游戏（简称IND游戏）来刻画，这种游戏是一种思维实验，其中有2个参与者，一个称为挑战者（challenger)，另一个是敌手。挑战者建立系统，敌手对系统发起挑战，挑战者接受敌手的

4、挑战。杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约语义安全思维实验(（thoughtexperiment）)是用来考察某种假设、理论或原理的结果而假设的一种实验，这种实验可能在现实中无法做到，也可能在现实中没有必要去做。思维实验和科学实验一样，都是从现实系统出发，建立系统的模型，然后通过模型来模拟现实系统。杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CC

5、A2EUF-CMA规约科学实验与思维实验图1-1:科学实验与思维实验杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约科学实验与思维实验图1-2:科学实验与思维实验杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约科学实验与思维实验图1-3:薛定谔的猫系统是真空的、无光的杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全

6、的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约公钥加密方案在选择明文攻击下的不可区分性(IND-CPA)公钥加密方案在选择明文攻击下的IND游戏（称为IND-CPA游戏）如下：1初始化：挑战者产生系统ℰ，敌手获得系统的公开钥;杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约公钥加密方案在选择明文攻击下的不可区分性(IND-CPA)公钥加密方案在选择明文攻击下的IND游戏（称为IND-CPA游戏）如下：1

7、初始化：挑战者产生系统ℰ，敌手获得系统的公开钥;2挑战：敌手输出两个长度相同的消息m0和m1。挑战者随机选择b∈{0,1}，将mb加密，并将密文（称为目标密文）给敌手;杨波Cryptology语义安全IBE的背景IBE的安全性选择明文安全的IBE方案选择密文安IND-CPA全的IBE方案IND-CCAIND-CCA2EUF-CMA规约公钥加密方案在选择明文攻击下的不可区分性(IND-CPA)公钥加密方案在选择明文攻击下的IND游戏（称为IND-CPA游戏）如下：1初始化：挑战者产生系统ℰ，敌手获得系统的公开钥;2挑战：敌手输出