可证明安全

摘要： 针对服务器直接以明文的方式存储口令,存在服务器泄露的风险,基于两方的基于格的口令认证密钥交换(PAKE)协议不适用于大规模通信系统的问题,提出了一种格上基于验证元的三方口令认证密钥交换协议。通过随机口令哈希方案生成验证元,并结合口令策略检查机制实现口令的检查,利用基于格的CCA安全公钥加密体制构造一个新的基于验证元的3PAKE协议,同时实现用户与服务器的双向认证。安全性和性能分析证明了所提协议在通信效率和安全度上都具有较好的优势。

摘要： 针对基于格的单服务器口令认证密钥交换(PAKE)协议不能抵抗服务器泄露攻击,而目前基于格的多服务器PAKE协议的执行效率较低且不适用于两服务器场景的问题,利用带误差学习(LWE),提出了格上第一个非适应性两方平滑投影哈希函数(SPHF),具备不可区分适应性选择密文攻击(IND-CCA2)的安全性,并约束了所基于的公钥加密(PKE)方案中相关参数的大小。基于此,分别针对被动和主动敌手的攻击,提出了相应的格上可证明安全的两服务器PAKE协议。所提出的2个协议可抵御量子攻击且实现了唯口令设置,也不需要使用签名/验签、全同态加密、秘密共享等昂贵密码原语来保证安全性,被动敌手攻击下的协议还避免了零知识证明的使用。此外,在标准模型下,对所提出的2个协议进行了严格的安全性证明。实验结果表明,所提出的两方SPHF和两服务器PAKE协议的执行效率较高。

摘要： 对于一个密码方案而言,如何在安全证明中降低归约损失、实现紧归约是一个重要的问题。因为一般来说归约损失越大,就需要更大的参数来保证方案的理论安全强度,而在部署一个紧安全的密码方案的时候,则不需要牺牲效率来弥补归约损失。在这篇文章中,我们关注紧安全的环签名构造。环签名在2001年由Rivest等人首次提出,它允许用户在隐藏自己身份的同时进行签名,任何人都不能破坏环签名的匿名性,同时敌手不能冒充任意一个环成员生成相应的有效签名。虽然目前已有多种环签名的构造方案,但证明过程中的归约损失是高效实现的一大阻碍。在本文中,我们基于DDH假设在随机预言机模型下提出了一种环签名方案,其中安全证明的归约损失仅为常数,因此称为紧安全的环签名构造。在构造中,我们令每个用户的公钥由两个子公钥构成,用户私钥为其中一个子公钥对应的子私钥,再基于Goh与Jarecki提出的紧安全的EDL签名方案,我们利用标准的CDS变换构造了一个1/N-DDH非交互零知识证明系统,从而证明用户拥有有效的私钥,得到相应的环签名方案。得益于这种特殊的构造,在安全证明中我们不必使用分叉引理,也不必猜测敌手的目标公钥,从而实现了紧安全归约。此外,我们的方案可以用来构造附加其他性质的环签名方案,如可链接环签名,同时对于其他匿名签名方案的紧安全设计也具有启发意义。

摘要： 降低口令认证密钥交换(Password-based Authenticated Key Exchange,PAKE)协议的通信轮次和安全性假设是格上PAKE协议的重要优化方向.平滑投射哈希函数(Smooth Projective Hash Function,SPHF)是构造PAKE协议的重要数学工具,但现有的基于格的SPHF多不能在超多项式模数下应用.为此,本文提出了两种格上基于密文标准语言的SPHFs,在不增加通信开销和存储开销的前提下解决了上述问题.基于上述SPHFs,本文提出了一种基于格的可证明安全的两轮PAKE协议,该协议可以抵抗量子攻击,在不需要零知识证明和随机预言机的前提下,降低了协议通信轮次和安全性假设;本文还基于更加准确的标准安全模型对所提出的协议进行了严格的安全性证明.实验证明,本文提出的协议具有更优的通信轮次复杂度、计算开销、安全性假设和实际安全性.

摘要： 在多级秘密共享方案中,每级存取结构里的授权集中参与者可联合重构对应的秘密.但在实际中,腐化了非授权集的攻击者可通过内存攻击获取部分或全部其余参与者的份额信息,从而非法得到部分甚至是全部的秘密信息.面对这样的内存泄漏,现有的多级秘密共享方案都不再安全.基于此,首先给出了抗内存泄漏的多级秘密共享对选择秘密攻击不可区分的形式化的计算安全模型.然后,利用物理不可克隆函数及模糊提取器的联合作用,基于极小线性码构造了一个适用于一般存取结构的抗内存泄露的可验证多级秘密共享方案.同时,在内存攻击者存在的情况下,证明方案在随机预言模型下是计算安全的.最后,将所提出方案与现有方案在性能和计算复杂度两方面进行了比较分析.

摘要： 基于格的口令认证密钥交换(Password-Authenticated Key Exchange,PAKE)协议在后量子时代具有广泛的应用前景.降低通信轮次可以有效提高执行效率,也是格上PAKE协议的重要优化方向.现有基于格的低轮次PAKE协议的构建方法主要有两种:一种是基于非交互式零知识(Non-Interactive Zero-Knowledge,NIZK)证明,但在标准模型下如何在格上实现NIZK证明仍然是公开问题;另一种虽然宣称基于不可区分适应性选择密文攻击(Indistinguishability under Adaptive Chosen-Ciphertext Attack,IND-CCA2)的安全模型,但实际上只采用了不可区分性选择密文攻击(Indistinguishability under Chosen-Ciphertext Attack,IND-CCA1)安全的公钥加密(Public Key Encryption,PKE)方案,该类PAKE协议在现实应用时需要利用签名/验签等技术才能保证安全性.这两种方法都会增加计算和通信开销.为此,本文利用带误差学习(Learning with Errors,LWE)问题的加法同态属性,提出了一种格上IND-CCA2安全的非适应性平滑投影哈希函数(Smooth Projective Hash Function,SPHF),该函数支持一轮PAKE协议的构造;并确定了所基于的PKE方案中相关参数的大小,从而消除了LWE问题的不完全加法同态属性对SPHF正确性的影响.尽所知,这是格上第一个直接基于IND-CCA2安全模型的非适应性SPHF,且该SPHF具有相对独立的研究价值,可应用于证据加密、零知识证明和不经意传输等领域.基于此,本文构建了一种格上可证明安全的高效PAKE协议.该协议可以抵御量子攻击;只需要一轮通信,因而具有最优的通信轮次;是基于标准模型,所以避免了使用随机预言机的潜在安全威胁,特别是使用随机预言机可能导致格上PAKE协议遭受离线口令猜测攻击和量子攻击;在实际应用时,该协议也不需要利用NIZK证明和签名/验签等技术来保证安全性,这有效提高了执行效率.本文还利用人人网474万口令数据验证了基于CDF-Zipf定律的PAKE协议安全模型可以更加准确地评估PAKE协议所提供的安全强度;最后基于该安全性模型,本文在标准模型下对所提出的PAKE协议进行了严格的安全性证明.实验结果表明,与其它相关协议相比,本文协议具有最优的整体执行效率和最低的通信开销.

摘要： 环签名具有隐匿签名成员真实身份的优势,但现有环签名方案仍存在没有很好同时解决效率与安全性等问题。针对此问题,提出一种基于国密SM9算法的门限环签名方案(GMTRS)。首先,利用强抗碰撞性的SM3密码杂凑算法生成长度为256 bit的常数项值,利用安全冗余度更高的SM4分组密码算法对签名进行加解密处理,并在密文中嵌入具备时效性的时间戳,来提高签名算法的安全性;其次,在基于身份的环签名基础上利用门限参数提取算法引入门限值t,使签名过程的效率得到提高,并将无需维护公钥证书和加解密速度快的SM9算法与门限环签名相结合,既保留了门限环签名的特性,又提高了签名算法的效率;最后,在随机预言模型下证明了GMTRS方案具有适应性选择消息攻击下的不可伪造性。与现有方案相比,该方案具备不可伪造性、匿名性、抗重放攻击性、前向后向安全性等优势。效率分析表明,GMTRS方案在签名生成和验证阶段的效率分别提升约52.38%和32.16%。并且门限值t的变化,对方案总体计算开销影响较小。

摘要： 车载自组网(VANET)可以有效提高交通安全,但在其大量部署前必须解决安全和隐私问题.为此,提出一个VANET中有效的无证书批认证方案来解决传统基于身份的认证方案中存在的密钥托管问题.系统主密钥不预先装载到车辆的防窜改设备中,减少方案的安全性对防窜改设备的依赖;不采用计算量大的双线性对来减少计算开销;利用批认证算法提高认证效率.安全性分析表明,提出的方案在随机预言模型中是可证明安全的;与以往的方案相比,该方案在计算成本和通信成本方面具有较低的开销,适用于实际的VANET环境.

摘要： 现有全同态加密体制普遍存在密文尺寸较大和采用单比特加密所导致的效率较低问题.在Gentry等人提出的全同态加密体制(简称GS W13体制)的基础上,通过修改其展开方式,利用近似特征向量技术,提出了一种新的全同态加密体制.在随机喻示模型下,将新体制的安全性归约到判定性容错学习问题(decisional lear-ning with errors,DLWE)的难解性,给出了其正确性和安全性的证明.又在不改变系统参数的条件下,采用多比特加密,对新体制进行优化.与GSW13体制相比,新体制的密文尺寸减小61.47％,加密运算量减少68.97％.新体制不仅减小密文扩张,而且减少同态运算计算次数,从而提高了体制效率.

摘要： 基于密文策略的属性代理重加密方案可以同时实现灵活的访问控制和云端密文共享功能。但现有的属性代理重加密方案多以双线性映射构造而成,面临着加解密运算效率低的问题。为解决上述问题,本文提出一种新的加密方案:离线/在线的可验证外包属性代理重加密方案(offline/online attribute-based proxy re-encryption with verifiable outsourced decryption, VF-OO-ABPRE)。基于已有的外包解密属性加密方案,利用离线/在线加密技术,对加密算法进行改进,提高加密效率,结合代理重加密的思想,实现密文共享。同时将解密工作外包给云服务商,并且能够快速地验证外包解密计算结果的正确性。理论分析表明本方案在随机预言机模型中满足选择明文攻击的不可区分安全性,并且提供了外包的可验证性证明,同时能抵抗共谋攻击。

摘要： 由于密钥尺寸大小适中,计算性能优越以及具有潜在的抵抗量子计算机攻击的能力,NTRU加密体制被公认为是后量子密码时代的候选加密算法之一.但是,此前的可证明安全的NTRU加密体制都是在prime-power分圆多项式环上设计的,是否可以在更一般的代数数域上设计可证明安全的NTRU加密体制仍是一个公开问题.本文回答了这一问题.给出了任意分圆域上的IND-CPA安全的NTRU加密体制的构造.体制的安全性可以归约到对应域上的环LWE问题的一个变种.从而,可以归约到理想格上最坏情况下的SIVP问题.对任意一个给定的分圆域,证明了归约参数和计算所用的模不依赖于明文空间的选择,这使得体制可以在更强的安全性假设下,在一次加密过程中以更高的效率加密n比特消息.同时,体制的解密错误率也比前人的结果要低很多.

摘要： 提出一种可证明安全的智能移动终端私钥保护方案，通过口令保护、密钥分割、与服务器交互，动态获取用户私钥。与其它方案相比，该方案的优势在于：（1）减少了智能移动终端的计算量和存储量，简化了交互过程参数的设置；（2）将时间同步贯穿整个方案的设计过程，防止重放攻击的同时，更提供了便捷高效的用户私钥失效方案。方案能够达到安全、高效私钥保护的效果，符合智能移动终端的应用需求，在随机预言机模型下是可证明安全的。

摘要： 可证明安全是目前分析密码协议安全性的一种重要方法,利用计算机技术实现安全性的自动化分析是目前的一个研究热点。本文在前人工作的基础上,设计了一个适用于更多密码协议的安全性证明的自动化证明工具。对原始ElGamal加密体制进行改进,并利用自动化证明工具,实现了其在标准模型下安全性的自动化证明。

摘要： 构造可证明安全的密码体制是件不容易的事情，然而这项工作对于密码学却显得尤为基本和重要.双线性对是种解决方案.本文利用双线性对构造了三个密码体制，并展示了一些基本的构造技巧，包括：随机预言机、变色龙哈稀、安全多方计算、密文一致性检查.这些技巧的综合运用能有效地满足密码方案的功能性设计和安全性设计要求.

摘要： 在标准模型下设计高效可证明安全的签名方案具有现实意义.基于Waters和Paterson最近提出的签名方案,提出了两种有效的标准模型下的基于身份的签名方案:一种为(t,n)门限方案,在计算Dffie-Hell-man假设(CDH问题)下,方案被证明具有不可伪造性和健壮性;另一种为分级签名方案,该方案签名算法效率高,仅需两次指数运算.在CDH困难问题假设下,该方案被证明是安全的.

摘要： 首先抽象出一个多信任域模型,然后利用公钥加密和消息认证码技术,提出了一种通用的多信任域认证协议,并对该协议的安全性进行了详细分析。

摘要： 基于离散对数问题.提出了一种不使用双线性对的无证书签密方案.利用该签密方案,提出了一种高效的、不使用双线性对的无证书认证协议,并在CK模型下提供安全性证明.分析表明,该协议具有双向实体认证、完美的向前保密性等安全属性,满足了认证的安全需求.此外,该认证协议仅需进行1次对称加密、3次指数运算和1轮通信即可完成,通信开销小,计算量较低.

摘要： 基于离散对数问题.提出了一种不使用双线性对的无证书签密方案.利用该签密方案,提出了一种高效的、不使用双线性对的无证书认证协议,并在CK模型下提供安全性证明.分析表明,该协议具有双向实体认证、完美的向前保密性等安全属性,满足了认证的安全需求.此外,该认证协议仅需进行1次对称加密、3次指数运算和1轮通信即可完成,通信开销小,计算量较低.

摘要： 基于离散对数问题.提出了一种不使用双线性对的无证书签密方案.利用该签密方案,提出了一种高效的、不使用双线性对的无证书认证协议,并在CK模型下提供安全性证明.分析表明,该协议具有双向实体认证、完美的向前保密性等安全属性,满足了认证的安全需求.此外,该认证协议仅需进行1次对称加密、3次指数运算和1轮通信即可完成,通信开销小,计算量较低.

摘要： 基于离散对数问题.提出了一种不使用双线性对的无证书签密方案.利用该签密方案,提出了一种高效的、不使用双线性对的无证书认证协议,并在CK模型下提供安全性证明.分析表明,该协议具有双向实体认证、完美的向前保密性等安全属性,满足了认证的安全需求.此外,该认证协议仅需进行1次对称加密、3次指数运算和1轮通信即可完成,通信开销小,计算量较低.

摘要： 本发明公开了一种用于证明远程平台安全属性的远程证明方法，属于安全认证技术领域。本发明包括系统参数生成步骤、属性证书颁布步骤、证明步骤、验证步骤和证书颁布者对不满足安全属性的证书进行撤销的撤销步骤。本发明的证明方法中引入了指定验证者签名的思想，在属性证书颁布中嵌入了证明者的私有信息，即首先由TPM选取一个随机数作为秘密值保存起来。然后属性证书颁布者将此随机数包含在属性证书中。因为只有持有随机数的证明者才能验证属性证书的正确性。证明者为了向验证者证明自己持有有效的属性证书，则必须将属性证书中的随机数去除掉，这样验证者才能使用属性证书颁布者的公钥验证的有效性。

摘要： 本发明的目的在于提供例如证明已巡查的地点和巡查时刻的保安巡查的证明系统。另外，例如通过附加经证明的拍摄了地点和时刻的信息的映像，能够使映像证明拍摄的地点和时刻。存在如下各部分：提供地球上的位置信息的GPS卫星10；提供地球上的气象信息的气象卫星20；保安巡查时携带的信息处理设备30；证明时刻信息和位置信息的证明书发行服务器40；保管经证明的位置信息和时刻信息及添加这些信息的映像的信息保管服务器50；验证拍摄映像的地点和时刻的验证装置60；将信息处理设备30、证明书发行服务器40、信息保管服务器50和验证装置60等相互连接的网络70。

摘要： 本发明公开了一种用于证明远程平台安全属性的远程证明方法，属于安全认证技术领域。本发明包括系统参数生成步骤、属性证书颁布步骤、证明步骤、验证步骤和证书颁布者对不满足安全属性的证书进行撤销的撤销步骤。本发明的证明方法中引入了指定验证者签名的思想，在属性证书颁布中嵌入了证明者的私有信息，即首先由TPM选取一个随机数作为秘密值保存起来。然后属性证书颁布者将此随机数包含在属性证书中。因为只有持有随机数的证明者才能验证属性证书的正确性。证明者为了向验证者证明自己持有有效的属性证书，则必须将属性证书中的随机数去除掉，这样验证者才能使用属性证书颁布者的公钥验证的有效性。

摘要： 本发明公开了一种基于安全位置证明的共享单车安全计费方法，主要包括位置证明生成阶段和位置证明验证阶段；位置证明生成阶段中，当请求者P开始用车或结束用车时，向附近的多个签发者W发出广播请求招募，周围若干W响应它的请求，P通过安全信道向这些W分发其子秘密，W将收到的子秘密嵌入到为P生成的位置证明中，并返还给P。位置证明验证阶段中，当P需要与验证者V结算费用之前，它向V做出一个它在某个特定时间在某个特定地点的声明。V随后验证此声明中位置和时间的真实性。本发明再能够高效简捷计算出单车行驶里程基础上，抵御单车计费系统中的安全攻击，经验证，本发明方法具有合理性、正确性和高效性。

摘要： 本发明公开了一种基于安全位置证明的共享单车安全计费方法，主要包括位置证明生成阶段和位置证明验证阶段；位置证明生成阶段中，当请求者P开始用车或结束用车时，向附近的多个签发者W发出广播请求招募，周围若干W响应它的请求，P通过安全信道向这些W分发其子秘密，W将收到的子秘密嵌入到为P生成的位置证明中，并返还给P。位置证明验证阶段中，当P需要与验证者V结算费用之前，它向V做出一个它在某个特定时间在某个特定地点的声明。V和安全第三方CA随后验证此声明中位置和时间的真实性。本发明能高效简捷计算出单车行驶里程基础上，抵御单车计费系统中的安全攻击，经验证，本发明方法具有合理性、正确性和高效性。

摘要： 本申请公开了一种基于零知识证明的100％资产准备金证明方法及证明装置，利用了零知识证明，证明平台对所宣示资产的所有权的合法性。本技术基于零知识证明的100％资产准备金证明方法旨在提高资产所有人和资产管理平台之间的信任，让资产所有人的资产不被随意挪用，让资产管理平台能自证清白。基于该方法，资产管理平台可以向所有的平台用户证明，平台的准备金率不低于100％，证明平台拥有的数字资产大于所有用户资产的总额；所有用户都可以采用本技术流程进行资产验证，所有用户都能确认自己的资产数目在平台公布的储备资产数据中，没有任何用户提出资产数据被重复验证或者伪造。

摘要： 本发明的目的在于提供例如证明已巡查的地点和巡查时刻的保安巡查的证明系统。另外，例如通过附加经证明的拍摄了地点和时刻的信息的映像，能够使映像证明拍摄的地点和时刻。存在如下各部分：提供地球上的位置信息的GPS卫星10；提供地球上的气象信息的气象卫星20；保安巡查时携带的信息处理设备30；证明时刻信息和位置信息的证明书发行服务器40；保管经证明的位置信息和时刻信息及添加这些信息的映像的信息保管服务器50；验证拍摄映像的地点和时刻的验证装置60；将信息处理设备30、证明书发行服务器40、信息保管服务器50和验证装置60等相互连接的网络70。

摘要： 本发明公开了一种面向多媒体边缘云安全的远程证明协议，通过引入终端与MMEC端及MMEC端与多媒体云端通信双方的平台身份认证、完整性度量与校验，全面保障多媒体边缘云和终端交互的数据安全、平台身份安全和完整性状态保持。安全性分析表明，本发明方法在隐私保护能力和抗攻击能力等方面均优于现有安全方案；性能仿真结果表明，本发明方法在处于非密集型多媒体资源请求量状态时，有效降低了计算开销。

摘要： 本发明提供一种可证明的高安全软件构造方法及系统，所述方法包括：获取待构造的软件需求，基于自定义的需求语言表述所述软件需求，得到表述后的软件需求；基于所述表述后的软件需求，采用AADL语言建立与所述待构造的软件对应的初始模型；基于所述表述后的软件需求中各条需求的类型字段对应的属性值，实例化所述初始模型，得到实例化后的模型；对所述实例化后的模型进行形式化验证，基于验证结果，对所述实例化后的模型进行修正或保持，得到验证后的模型；由AADL语言描述所述验证后的模型，得到AADL模型；生成与所述AADL模型对应的C语言代码。根据本发明的方案，提高了高安全要求的嵌入式软件系统的质量和研发效率。

摘要： 本发明实施例涉及用于自治系统的后量子安全远程证明。本发明涉及一种方法，该方法包括：为至少一个远程装置维持安全性足迹，并为该远程装置维持软件堆栈的经验证版本；生成证明起始令牌，该令牌包括待使用的被使用一次的非重复的随机数值，以生成用于该远程装置的证明的XMSS签名；将该证明起始令牌发送到该远程装置；接收来自该远程装置的被修改的信息代表，该信息代表包括用于该远程装置的软件堆栈的当前版本的散列以及用于该远程装置的软件堆栈的当前版本的版本号的指示；确认该散列；以及响应于确定该散列有效，使用该安全性足迹和用于该远程装置的软件堆栈的当前版本以及用于该设备的安全性足迹来生成XMSS签名。