格上可撤销的基于身份加密方案研究

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在基于身份的密码体制系统中,实体公开身份信息是实体的唯一标识,用户的公钥可以通过身份信息导出,并且这类方案在一些企事业单位中有良好的应用前景。为了保证拥有大量用户的加密系统的安全性,身份撤销机制是很必要的。目前可撤销的基于身份加密体制的研究已经取得了很多的研究成果,其中大多数的方案都是基于双线性对的,但是这类方案的主要缺点是效率不高,其主要原因是在加解密过程中要进行多次双线性对的运算。随着基于格理论的密码体制的研究越来越成熟,格理论在密码学的应用中取得了突破性的进展,原因在于这类方案拥有很多优点,诸如,计算简单,执行效率高,最重要的一个优势在于,它可以抵抗量子攻击,因此,我们研究基于格上的可撤销的基于身份加密方案,并且取得了如下的研究成果。  一个格上可撤销的基于身份的加密方案,新方案在传统的基于身份的加密方案上做了两个方面的改进。其一,在方案中添加了用户身份撤销机制,可以有效地实现用户的身份管理;其二,方案是基于格上的LWE困难问题,可以抵抗量子攻击,并具有较高的计算效率。证明了方案是适应性安全的,将方案的安全性规约到Learn With Error(LWE)困难问题上。  一个格上基于累积器的可撤销的基于身份的加密方案,该方案是受Le Su等人在2013年提出的双线性对上的可撤销的基于身份加密方案的启发。新方案在传统的基于身份的加密方案上做了三个方面的改进。其一,考虑私钥泄露或者是用户身份过期等带来的安全隐患,在方案中添加了用户身份撤销机制,可以有效地解决系统的安全隐患:其二,方案的安全性是基于格上的LWE困难问题,可以抵抗量子攻击,并具有较高的计算效率。其三,该方案中运用了格上的动态的累积器来实现用户的身份管理,使得更新密钥的大小是常数,不会随着用户的数量的增加而增加。证明了方案在选择身份攻击下是安全的,将方案的安全性规约到LWE困难问题上。
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