可证明安全的无证书签密及其应用研究

摘要

互联网技术的发展使得信息网络与人们的生活息息相关，网络给人们带来极大便利的同时，我们也为网络的不安全感到担忧。网络是一个大型的虚拟环境，存在很多未知且不安全的因素。安全需求推动了信息安全的发展，而信息安全是以密码学作为基础的。近年来，现代密码学的学科内容越来越完整，信息安全技术越来越丰富，国家对网络安全的投入越来越大，对民众的安全宣传也越来越多。密码学研究俨然已经成为一门重要的学科。
　　自公钥密码体制的概念提出后，很多学者开始致力于该领域的研究并设计了很多优秀的方案，无证书公钥密码就是众多成果之一。在无证书公钥密码体制中，没有繁杂的证书管理过程和密钥托管的安全问题，相对于其他的方案来说，具备更高的安全性。签密作为一种密码原语，弥补了传统方法“先签名后加密”效率低的缺点。将无证书与签密结合的思想成为了热门的研究方向，学者们研究并提出了大量无证书签密算法和设计。本文基于无证书签密的知识，从短签密和即时消息签密两个方向进行研究，取得了以下成果：
　　（1）标准模型下的无证书签密方案研究。借助于双线性对和BLS短签名的知识，提出一个高效率的无证书短签密方案，在标准模型证明方案的安全性。与同类型的密码算法做对比分析，本文的方案计算量更小、效率更高。
　　（2）基于签密的即时通信安全机制研究。以双线性对为工具，构造一个可应用于即时通信系统的无证书签密方案。依据无证书签密体制的安全模型，证明本文的方案满足安全要求，而且能够抵抗临时密钥攻击。将方案应用于即时通讯系统中运行时，运行时间控制在150毫秒内，满足即时通讯系统的性能要求。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 无证书签密的研究现状

1.3论文的主要内容和结构安排

第2章 预备知识

2.1双线性对的基本知识

2.2数学困难问题

2.3公钥密码体制和相关签名算法

2.4可证明安全理论概述

2.5本章小结

第3章 基于标准模型的短签密方案

3.1 通用模型

3.2 安全模型

3.3 方案描述

3.4 安全证明

3.5 性能分析

3.6 本章小结

第4章 基于无证书签密的即时通信安全方案

4.1通用模型

4.2方案描述

4.3安全证明

4.4性能分析

4.5基于无证书的即时通信系统签密方案

4.6本章小结

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2后续研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果