基于有扰认证信道的信息理论安全密钥协商

摘要

实现无条件安全的关键就在于安全密钥协商协议的设计.现在通常的做法是通信双方使用有扰信道或量子信道建立无条件安全模型,然后在公开认证信道上交互信息进行密钥协商,通信双方把协商之后的安全的密钥作为双方共享的密钥使用一次一密体制进行保密通信.在这一研究领域,该文的主要研究成果如下:1.提出了一种新的信息理论安全信道模型.在该模型中,通信双方使用虚拟的二元对称信道来控制窃听方接收信道的误比特率,而且使用该模型也不存在信息接收同步的问题.2.提出了一个新的信息协调协议.该协议即使在最坏的情况下也要比已有的信息协调协议的效率高而且泄漏的信息量也较少.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章引言

1.1密码学概述

1.2计算上安全与信息理论安全

1.3无条件安全与可证明安全性

1.4本文章节安排

第二章基础知识

2.1概率论基础

2.2信息论基础

2.2.1 SHANNON熵

2.2.2RENYI熵和最小熵

2.3 UNIVERSAL HASH函数

第三章信息理论安全信道模型及密钥协商

3.1 SHANNON完善保密信道模型

3.1.1模型描述

3.1.2 SHANNON悲观定理

3.1.3模型分析

3.2信息理论安全有扰信道模型

3.2.1 WYNER的搭线窃听信道模型

3.2.2有扰广播信道模型

3.2.3带反馈信道的有扰广播信道模型

3.2.4卫星广播信道模型

3.3量子信道模型与量子密码

3.4信息理论安全密钥协商的一般过程

3.5一种新的信息理论安全有扰信道模型

3.6小结

第四章优先提取/退化与信息协调

4.1引言

4.2优先提取协议的设计与分析

4.2.1重复码协议

4.2.2迭代协议

4 2.3比特对迭代协议

4.3优先提取/退化协议的设计与分析

4.3.1优先退化协议

4.3.2优先提取/优先退化混合协议

4.4信息协调协议的设计与分析

4.4.1信息协调交互信息量的下界

4.4.2优先提取协议I

4.4.3折半查找信息协调协议

4.4.4 CASCADE信息协调协议

4.5一种新的信息协调协议

4.5.1预备知识

4.5.2协议设计

4.5.3协议分析

4.5.4结论

4.6小结

第五章保密增强以及密钥协商中的几个理论问题

5.1保密增强协议的设计与分析

5.2保密容量与密钥速率

5.2.1保密容量

5.2.2密钥速率

5.3无条件安全密钥协商所能提取出的秘密钥的长度

5.3.1信息协调对EVE的RENYI熵的影响

5.3.2经保密增强协议所能提取出的无条件安全的秘密钥长度

5.4小结

结束语

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间完成的论文