对可实现多种安全性的基于身份的签密体制的研究

论文摘要

二十世纪七十年代以来，随着计算机和通信技术的飞速发展，人类进入信息化社会。信息安全已成为人们在现代社会中生存与发展的重要保证。公钥密码学在这样的环境中对信息提供数字形式的安全性。当前的公钥密码体制主要提供加密和签名两种服务。加密提供消息的保密性，使得只有掌握私钥的消息的接收方能够从密文中解密出明文。数字签名提供消息的认证性和不可否认性。而签密则是把加密和数字签名有效的结合到一个逻辑步骤中来的机制。在传统的公钥密码体制中对密钥的管理比较繁琐，这在一定程度上阻碍了公钥密码学在一些特殊的应用背景中的发展。为了简化密钥管理，Shamir在1984年提出了基于身份的公钥密码的概念。本文主要讨论基于身份的签密系统，特别是那些能够满足多种安全性需求的系统。本文首先对基于身份的机制和签密系统进行了详细的介绍，并回顾了这个领域的研究历史。接着介绍了一些相关的数学基础和公钥密码学基础，包括安全性定义(加密和数字签名)，随机预言机模型和一些困难性假设。然后在一个特殊的结构中总结了基于身份的签密体制的多种安全性定义。最后本文提出了一种高效的签密方案，进行了安全性证明并与其他相关的方案进行了比较。新的签密方案比其他相关的方案更高效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• Chpater 1 Introduction
• 1.1 Identity-Based Cryptosystems
• 1.2 Signcryption
• 1.3 Development Background
• 1.4 Organization of Thesis
• Chpater 2 Preliminaries
• 2.1 Security Notions
• 2.1.1 Notions of Encryption Scheme Security
• 2.1.2 Notions of Digital Signatures Security
• 2.2 Random Oracle Model
• 2.3 Complex Assumption
• 2.3.1 Bilinear Maps
• 2.3.2 Diffie-Hellman Assumptions under Bilinear Groups
• Chpater 3 Security Definitions for Identity-Based Signcryption
• 3.1 Framework of ID-Based Signcryption Scheme
• 3.2 Security Definitions
• 3.2.1 Message Confidentiality
• 3.2.2 Signature Non-repudiation
• 3.2.3 Ciphertext Unlinkability
• 3.2.4 Ciphertext Authentication
• 3.2.5 Ciphertext Non-repudiation
• 3.2.6 Ciphertext Anonymity
• 3.2.7 Forward Secrecy
• 3.2.8 Public Verifiability
• Chpater 4 New Scheme
• 4.1 Motivation and Contribution
• 4.2 The Proposed Scheme
• 4.2.1 Consistency
• 4.2.2 Public Verifiability
• 4.2.3 Forward Security
• 4.3 Security Results
• 4.3.1 Message Confidentiality
• 4.3.2 Signature Non-repudiation
• 4.3.3 Ciphertext Non-repudiation
• 4.3.4 Ciphertext Anonymity
• 4.4 Comparisons with other schemes
• Conclusions
• Acknowledgements
• Bibliography
• Publications