基于多线性映射的公钥密码方案研究.pdf

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2、ｍ－：？ｒ？■ｌｉ寺―，：）；．；ｖ’；來．StudyonPublicKeyCryptosystemBasedonMultilinearMapsDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYByJingZhengjunSupervisor:Prof.JiangGuopingDec.2015ｉ１南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明

3、所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成累。＾，尽我所知除了文中特别加＞巧注和致谢的地，！＾方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电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寅献均已在论文中作了明痛的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论

4、文被查阅和借阅Ｊｌ；可＾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Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文措的内容和纸廣一致论文的内容相。论文的公布（包括刊登）援权南京邮电大学研巧生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。击研巧生签名师签名，；日期：＞护－——：摘要随着互联网的快速发展和信息化程度的不断提高，信息安全已成为信息社会最为关注的问题之一。密码技术在信息安全领域中占有重要的地位，它的不断发展为解决新形势下的信息安全问题提供了必要的安全理论

5、基础和关键技术保障。作为双线性对（BilinearPairing）密码理论的泛化形式，多线性映射机制以其独特的结构在公钥密码学上有着广泛的应用前景，已成为当前公钥密码理论研究的热点之一。本文对基于多线性映射理论的公钥密码方案设计及其安全性进行了深入研究，主要工作和贡献如下：1.研究基于多线性映射理论的多接收者公钥加密。多接收者公钥加密系统包括一个发送者和N个接收者，发送者和接收者都有自己的公钥和私钥。发送者可以用自己的私钥和N个接收者的公钥对消息进行加密，而任一授权的接收者可以在收到密文后进行解密，获得正确的消息明文。利用

6、多线性映射的结构特性构造一个多接收者公钥加密方案，并在标准模型下证明新方案满足选择明文攻击下的密文不可区分性。同时，针对当前基于身份的多接收者公钥加密方案的安全性都是基于随机预言模型的情况，利用多线性映射上的可编程哈希函数构造一个新的基于身份的多接收者公钥加密方案，并基于多线性映射理论的判定性Diffie-Hellman问题在标准模型中证明了方案的安全性。2.研究基于多线性映射理论的环签名。在环签名系统中，任一环成员可以使用其他环成员的公钥代表整个环对任意消息进行签名，且签名过程无需其他环成员的协助。环签名可以使验证者确信

7、签名的消息来自这个环的某个成员，但验证者却无法确定签名者的具体身份。利用多线性映射上的全域哈希函数设计一个环签名方案，并在标准模型下证明方案能满足选择消息攻击的不可伪造性和无条件匿名性。同时，借助于随机预言机，将方案进一步扩展到基于身份的公钥密码体系中，在随机预言模型下证明基于身份的环签名方案不仅在选择子环攻击和选择消息攻击下满足不可伪造性，也满足无条件匿名性。3.研究基于多线性映射理论的属性签名。与环签名相比，除了考虑签名的不可伪造性和匿名性外，属性签名可提供更加丰富的签名策略。而在一个支持一般电路结构的属性签名方案中，

8、用户可按照任意期望的访问控制策略来部署信息。利用多线性映射上的2-1重编码机制构建一个可支持一般电路结构的属性签名方案，并基于CR-TOR编码的不可区分性和多线性映射的计算性Diffie-Hellman问题在选择性安全模型下证明签名的不可伪造性和隐私性。与现有的多线性映射上支持电路结构的属性签名方案相比