标准模型下可证明安全的IBE方案及其应用研究

摘要

基于身份的加密(IBE)体制是由Shamir在1984年提出的，它采用一个任意的且能够唯一标识用户身份的信息作为用户的公钥，而私钥则由可信的第三方PKG生成，这样就解决了传统公钥密码体制中复杂的证书管理问题.在这一思想的指引下，学者们提出了大量的IBE方案，其中大部分是在随机预言机(RO)模型下可证明安全的，然而有学者举例指出，一些在RO模型下安全的IBE方案在实际的应用中却并不一定安全，所以不借助于RO模型，即在标准模型下，设计出可证明安全的IBE方案成为一个研究热点.
　　 本文围绕IBE密码体制进行研究，特别是标准模型下IBE方案的设计与分析，侧重于方案安全模型的建立和形式化的安全性证明，并且对基于IBE体制的应用进行了研究，得到的主要成果如下:
　　 1.本文通过对大量典型的IBE方案进行分析，在Waters-IBE方案的基础上进行了改进，提出一个新的IBE方案，它实现了标准模型下基于判定性双线性Diffie-Hellman假设的适应性选择密文安全，与同类IBE方案相比，该方案具有较好的实用性.
　　 2.针对传统投票活动中人力财力消耗巨大、选票存在安全隐患等问题，本文给出了一个基于IBE的电子投票方案，并在完整性、健壮性等七个方面进行了分析.由于将IBE体制引入其中，它也解决了目前已有的电子投票方案中对选民身份认证困难的问题.
　　 3.提出一种高效的基于IBE的安全电子邮件解决方案，区别于其它方案，在该方案中增加了对收信人的认证过程，降低了对安全传输信道的要求，并且由于IBE的引入，解决了复杂的证书管理问题.

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状及未来发展趋势

1．3 本文的主要内容与研究成果

1．4 本文的章节安排

第2章 基础知识

2．1 双线性映射

2．2 基于身份的加密体制

2．2．1 IBE的优缺点分析

2．2．2 IBE与PKI的比较分析

2．2．3 IBE的形式化定义

2．3 可证明安全性理论

2．3．1 归约证明

2．3．2 随机预言机模型与标准模型

2．3．3 相关困难问题

2．3．4 安全模型

2．4 本章小结

第3章 标准模型下可证明安全的IBE方案

3．1 Waters-IBE方案

3．2 改进的IBE方案

3．3 安全性证明

3．4 本章小结

第4章 基于IBE的电子投票方案

4．1 电子投票方案的国内外研究现状

4．2 基于IBE的电子投票方案

4．2．1 方案的构造

4．2．2 方案的分析

4．3 本章小结

第5章 基于IBE的电子邮件方案

5．1 电子邮件方案的国内外研究现状

5．2 基于IBE的电子邮件方案

5．2．1 方案的构造

5．2．2 方案的分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

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