無雙線性對的無證書公鑰密碼學(xué)研究.pdf

1、在傳統(tǒng)公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(Pulic Key Infrastructure,PKI)中,證書的使用是確保公鑰與持有對應(yīng)私鑰用戶身份之間的聯(lián)系。但是,PKI面臨著基礎(chǔ)設(shè)施的擴展和證書的復(fù)雜管理(分配、撤銷、存儲和成本確認(rèn))問題。為了簡化證書管理,Shamir提出了基于身份的公鑰密碼學(xué)(IdentityBased Public Key Cryptography,ID-PKC)概念,用戶的公鑰用用戶的名字或郵箱地址來表示,用戶的私鑰由一個可信第三方

2、(如,Key Generation Centre,KGC)產(chǎn)生,因此,ID-PKC消除了公鑰證書的使用,但它同時帶來了密鑰托管和用戶私鑰是否可信的新問題。例如,KGC利用它分配給用戶的私鑰,能解密用該私鑰加密的密文,它也能偽造用戶進(jìn)行簽名。Al-Riyami和Paterson首次提出了無證書公鑰密碼學(xué)(Certificateless Public Key Cryptography,CL-PKC)概念,它解決了ID-PKC中固有的密鑰托管

3、問題,消除了PKI中證書的復(fù)雜性管理。安全和效率一直是大家都很關(guān)注的問題,設(shè)計安全高效的無證書簽名、簽密和密鑰協(xié)商方案是近年來研究的熱點。
　　本文作者一直在努力尋找一種更佳的方法來提高方案的效率,結(jié)果發(fā)現(xiàn),無雙線性對運算的方案是同類方案中計算復(fù)雜度最低的,它更適合于帶寬受限制的通信環(huán)境中(如無線網(wǎng)絡(luò)、Adhoc網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等)使用。目前已知的所有無證書簽名、簽密和密鑰協(xié)商方案都需要對運算,設(shè)計無對運算的無證書簽名、簽密和

4、密鑰協(xié)商方案是本文的核心。
　　本論文的最大創(chuàng)新之處是所有新方案都消除了雙線性對運算。⑴近幾年來,僅有的幾個安全無證書簽名方案被相繼提出,然而,它們都需要雙線性對運算,比較指數(shù)運算和橢圓曲線上的點乘運算,對運算是比它們更為耗時的運算。因此,設(shè)計無對運算的簽名方案是值得進(jìn)一步研究的新課題。我們提出了一個無需對運算的安全無證書簽名方案,并在隨機預(yù)言模型下證明了它的不可偽造性。⑵目前已知的幾個無證書簽密方案中,只有一個方案是安全的。其它

5、方案要么不能提供保密性,要么不能抗不可偽造性,要么不能同時滿足這兩種安全屬性。即使安全的方案,它仍然需要雙線性對運算,因此,設(shè)計安全的無對運算的簽密方案是值得進(jìn)一步研究的新課題。我們提出了一個無需對運算的安全無證書簽密方案,并在隨機預(yù)言模型下證明了它的保密性和不可偽造性。⑶設(shè)計安全高效的無雙線性對運算的無證書密鑰協(xié)商方案是近年來研究的熱點。近幾年,僅有的幾個無證書密鑰協(xié)商方案相繼被提出,在擴展CK安全模型下,它們中大部分不能抵抗密鑰泄露