基于雙線性配對函數的密碼協(xié)議的研究.pdf

1、在以往的密碼學研究當中，雙線性配對函數(Weil配對和Tate配對)通常被用在密碼分析學中：通過使用配對函數，可以將某些橢圓曲線上的離散對數問題約減到有限域上的離散對數問題。 近些年來，密碼學家發(fā)現，如果對配對函數進行適當的改動，并應用在某些合適的橢圓曲線上，就可以構造出低帶寬的、可證明安全的(provablesecure)、基于雙線性配對函數的加密、簽名和密鑰協(xié)商等協(xié)議。這些突破性的工作為密碼協(xié)議的構造開辟了新的思路：由于雙線

2、性配對函數所具有的特性，可以用來設計一些具有特殊性質的密碼協(xié)議，這些協(xié)議一般很難用其他方法實現，或者即使可以實現，其效率也沒有基于雙線性配對函數的高。例如短簽名、三方一輪的密鑰協(xié)商協(xié)議、基于身份的加密方案等。 本文主要研究雙線性配對函數在構造新的密碼協(xié)議方面的應用。主要研究內容包括：(1)總結了雙線性配對函數的概念、所具有的特性，并介紹了Diffie-Hellman難題以及雙線性配對函數在密碼學中的應用；(2)提出了一個使用雙線

3、性配對函數的前向安全的數字簽名方案：在一個基于雙線性配對函數的簽名方案的基礎上構造了一個前向安全的簽名方案。文中對方案的安全性進行了分析，并與已有的一些前向安全的簽名方案進行了比較，結果表明該方案在效率和簽名長度上有一定的優(yōu)勢；(3)本文對這樣一種情況提出了解決方案：多個用戶將加密數據(使用Alice的公鑰)發(fā)送到不完全可信的數據存儲服務器上(例如郵件服務器和文件服務器等)。如果Alice想讓服務器能夠查詢加密文檔是否含有某些單詞并反饋

4、結果，但同時又不希望給予服務器解密數據的能力。在這種情況下，需要特殊的技術來處理。本文構造了一個可查詢的、基于公鑰并與流密碼結合的、使用雙線性配對函數的加密系統(tǒng)，它能讓服務器進行查詢，而又不失數據的機密性。在該方案中，服務器并不能了解比查詢結果更多的關于明文的信息；且當只給定密文時，不被信任的服務器不能得到關于明文的信息。(4)提出了一個盲聚合簽名方案，它結合了盲簽名和聚合簽名兩者的優(yōu)點，使生成的盲簽名聚合為一個聚合簽名，節(jié)省了時間和存