公钥密码学

摘要： 公钥密码学对全球数字信息系统的安全起着至关重要的作用.然而, 随着量子计算机研究的发展和 Shor 算法等的出现,公钥密码学的安全性受到了潜在的极大的威胁.因此, 能够抵抗量子计算机攻击的密码算法开始受到密码学界的关注, 美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)发起了后量子密码(Post-quantum cryptography, PQC)算法标准全球征集竞赛.在参选的算法中, 基于格的算法在安全性、公钥私钥尺寸和运算速度中达到了较好的权衡, 因此是最有潜力的后量子加密算法体制.而CRYSTALS-KYBER作为基于格的密钥封装算法(Key encapsulation mechanism, KEM), 通过了该全球征集竞赛的三轮遴选.对于后量子密码算法, 算法的硬件实现效率是一个重要评价指标.因此, 本文使用高层次综合工具(High-level synthesis, HLS), 针对CRYSTALS-KYBER的三个主模块(密钥生成, 密钥封装和密钥解封装), 在不同参数集下探索了硬件设计的实现和优化空间.作为一种快速便捷的电路设计方法, HLS可以用来对不同算法的硬件实现进行高效和便捷的探索.本文利用该工具, 对CRYSTALS-KYBER的软件代码进行了分析, 并尝试不同的组合策略来优化HLS硬件实现结果, 并最终获得了最优化的电路结构.同时, 本文编写了tcl-perl协同脚本, 以自动化地搜索最优优化策略, 获得最优电路结构.实验结果表明, 适度优化循环和时序约束可以大大提高HLS综合得到的KYBER电路性能.与已有的软件实现相比, 本文具有明显的性能优势.与 HLS 实现工作相比, 本文对 Kyber-512 的优化使得封装算法的性能提高了 75%, 解封装算法的性能提高了55.1%.与基准数据相比, 密钥生成算法的性能提高了 44.2%.对于 CRYSTALS-KYBER 的另外两个参数集(Kyber-768 和Kyber-1024), 本文也获得了类似的优化效果.

摘要： 公钥密码是网络时代的重要原语,是保护网络空间中的数据和通信的重要工具.目前,公钥密码的三大类基础算法:公钥加密、数字签名、密钥交换,在各类数据系统和网络协议中被广泛使用.介绍了这3类基础公钥密码算法的定义和安全性概念,尤其是安全性概念从理论到实际应用的发展;着重介绍了一些具有代表性的方案,例如RSA加密和RSA签名这种具有里程碑意义的方案;Cramer-Shoup混合加密这种高效实用的方案;RSA-OAEP,NTRU,DSA这种被标准化的方案;以及Kyber,Frodo这种具有潜力的后量子安全方案,以期对该领域的研究者有所帮助.

摘要： 公钥密码是网络时代的重要原语,是保护网络空间中的数据和通信的重要工具.目前,公钥密码的三大类基础算法:公钥加密、数字签名、密钥交换,在各类数据系统和网络协议中被广泛使用.介绍了这3类基础公钥密码算法的定义和安全性概念,尤其是安全性概念从理论到实际应用的发展;着重介绍了一些具有代表性的方案,例如RSA加密和RSA签名这种具有里程碑意义的方案;Cramer-Shoup混合加密这种高效实用的方案;RSA-OAEP,NTRU,DSA这种被标准化的方案;以及Kyber,Frodo这种具有潜力的后量子安全方案,以期对该领域的研究者有所帮助.

摘要： 公钥密码学在整个密码学的历史上有着重要的位置,是里程碑式的存在,它与以前的密码学最大的不同的地方在于公钥密码学的基础是数学函数,而且公钥密码是非对称的,同时,它使用的公钥和密钥相互独立.公钥加密算法中最为重要并且最具有影响力的应该就是RSA算法,就从密码攻击出现的时候到现在为止,绝大多数已知的密码攻击,它都能够进行防御.文章介绍了RSA算法的三个方面,第一个方面是对RSA算法加密解密的描述,第二个方面讨论了RSA算法的计算问题并举例说明,最后一个方面则列举了几种常见的攻击方法进行介绍.

摘要： 群论密码学被认为是抗量子计算机攻击的一种现代密码候选解决方案,而因特网上的密钥交换协议是保障通信安全的基元之一.不同于所有Diffie-Hellman类协议的工作原理,2016年Habeeb等人基于两群的半直积而安全性基于比目前“离散对数难题”更强的计算群论假设,提出了一个带宽高效的密钥交换协议.严格证明其代数系统成群,并构建该群到经典定义的半直积群之间的一个同构.结果表明,其半直积系统并非真正创新的代数系统,从而其被动安全性在未来具有一定的脆弱性.

摘要： 对公钥密码体制的密码分析历史的形成,给出一些重要结果的描述和重要文献的历史发展线索,同时对2010年～2014年有限域和椭圆曲线的离散对数问题的突破性进展给予了简单介绍.自公钥密码学1976年诞生以来,公钥密码体制的密码分析已经发展成为非常庞大的多学科交叉研究领域,希望可以给同行和学习密码学的研究生进入该领域起到帮助作用.

摘要： From the study of an efficient certificate-based signature we find that the first adversaries can attack the scheme easily.As a consequence, we propose an improved scheme on the basis of original scheme , and prove that the scheme is existen-tially unforgeable against adaptive chosen message and identity attacks under random oracle model based on the inverse Diffie-Hell-man Problem and Compute Diffie-Hellman assumption.In this paper we also analyze the efficiency of the scheme , compare with the existing schemes, find that this scheme is effective.%在发现第一类攻击者容易攻破一个高效的基于证书签名方案后，对原方案进行改进，并在逆Diffie －Hell-man和计算Diffie－Hellman困难性假设下，利用随机预言机模型证明了改进方案在适应性选择消息和身份下具有不可伪造性。同时，将改进后方案的效率，与已有基于证书签名方案效率相比，发现该方案是高效的。

摘要： 对基于单项式的多变量公钥密码算法中的等价密钥问题进行了研究，利用保形变换和有限域方面的知识计算出了其等价密钥的数量。这是一个更一般的结论，是已有结论的推广形式。进一步地，C∗， C ∗-和Square等算法中等价密钥的数量可以看作是该结论的特殊情形。研究结果表明：选私钥仿射结构具有稀疏特性的矩阵作为等价类的代表元，可以有效地节省存储空间、缩短操作时间。同时，多变量公钥密码算法要想达到预想的安全强度，就必须提高算法参数的大小。%This paper investigates the problem of equivalent keys in multivariate public key cryptographic schemes based on a monomial, and applies sustaining transformation and finite field theory to compute the number of equiva⁃lent keys. This conclusion is more general, and is a generalized form of a conclusion that has been known. Accord⁃ingly, the number of equivalent keys of C∗scheme, C ∗-scheme and square scheme can be regarded as a special case of the result computed above. The results show that the memory space and the operation time can be effectively reduced by choosing the sparse normal form matrix of affine transformations of private keys as the representative ele⁃ment of the equivalence class. Moreover, to achieve the expected security, larger system parameters should be cho⁃sen in multivariate public key cryptographic schemes.

摘要： 单向函数是公钥密码学的理论基础,比特安全性研究就是将函数的单向性归约到某些比特的预测上.在比特安全研究中,常用的方法之一是隐藏数问题.求解隐藏数问题主要存存两种方法,一种是传统的基于格基归约的方法,Bonch和Shparlinsk等人已经将该方法广泛的应用到一些加密方案和签名的比特安全性中;另外一种是格舍入技术,该方法已经应用到变体的ElGamal公钥加密方案和Okamato协议的比特安全性中.但是目前针对格舍入技术的研究还没有很大进展,基于此我们将分析格舍入技术,并且成功的把格舍入技术应用到Schnorr数字签名的比特安全性中.我们分析了Schnorr数字签名中一次一密随机填充的最大有意比特的安全性.根据变体的隐藏数问题我们分别提出了Schnorr-MSB-HNP,然后利用格舍入技术来分别解决Schnorr-MSB-HNP.证明了在一致计算模型下,预测Schnorr数字签名随机填充的2「loglogq」+4个最高有效比特的困难性和签名的安全性相同.把Schnorr数字签名的私钥的安全性归约至随机填充的2「loglogq」+4个最高有效比特上.

摘要： 基于大数分解问题困难假设，利用中国剩余定理构造出密码系统的公钥-私钥对，分别用随机数和私钥作为会话密钥和长期密钥对明文加密，并利用中国剩余定理解密密文，给出一种新型的密码体制.由于方案的加密及解密方案仅仅利用了线性表达式，因此其具有非常高的效率。在大数分解问题困难假设下，利用随机预言机模型，方案是可证明安全的。

摘要： 基于大数分解问题困难假设，利用中国剩余定理构造出密码系统的公钥-私钥对，分别用随机数和私钥作为会话密钥和长期密钥对明文加密，并利用中国剩余定理解密密文，给出一种新型的密码体制.由于方案的加密及解密方案仅仅利用了线性表达式，因此其具有非常高的效率。在大数分解问题困难假设下，利用随机预言机模型，方案是可证明安全的。

摘要： 基于大数分解问题困难假设，利用中国剩余定理构造出密码系统的公钥-私钥对，分别用随机数和私钥作为会话密钥和长期密钥对明文加密，并利用中国剩余定理解密密文，给出一种新型的密码体制.由于方案的加密及解密方案仅仅利用了线性表达式，因此其具有非常高的效率。在大数分解问题困难假设下，利用随机预言机模型，方案是可证明安全的。

摘要： 基于大数分解问题困难假设，利用中国剩余定理构造出密码系统的公钥-私钥对，分别用随机数和私钥作为会话密钥和长期密钥对明文加密，并利用中国剩余定理解密密文，给出一种新型的密码体制.由于方案的加密及解密方案仅仅利用了线性表达式，因此其具有非常高的效率。在大数分解问题困难假设下，利用随机预言机模型，方案是可证明安全的。

摘要： 基于大数分解问题困难假设，利用中国剩余定理构造出密码系统的公钥-私钥对，分别用随机数和私钥作为会话密钥和长期密钥对明文加密，并利用中国剩余定理解密密文，给出一种新型的密码体制.由于方案的加密及解密方案仅仅利用了线性表达式，因此其具有非常高的效率。在大数分解问题困难假设下，利用随机预言机模型，方案是可证明安全的。

摘要： 基于大数分解问题困难假设，利用中国剩余定理构造出密码系统的公钥-私钥对，分别用随机数和私钥作为会话密钥和长期密钥对明文加密，并利用中国剩余定理解密密文，给出一种新型的密码体制.由于方案的加密及解密方案仅仅利用了线性表达式，因此其具有非常高的效率。在大数分解问题困难假设下，利用随机预言机模型，方案是可证明安全的。

摘要： 本文研究了嵌入次数k=18的Brezing-Weng椭圆曲线上的配对计算，构造出的双线性配对所对应的Miller算法的循环长度为log2γ/6，这达到了目前关于配对计算的Miller算法循环长度的猜想下界.进一步使用椭圆曲线的6次扭转映射，对椭圆曲线上的点进行压缩表示，简化了Miller函数,使得算法可以主要在Fp3中进行计算而得出配对结果.最后给出了优化的最终方幂算法.由此给出了一个最优配对的有效算法.关于下一步的工作，可以考虑在其它配对友好曲线簇上的应用和推广.

摘要： 本文研究了嵌入次数k=18的Brezing-Weng椭圆曲线上的配对计算，构造出的双线性配对所对应的Miller算法的循环长度为log2γ/6，这达到了目前关于配对计算的Miller算法循环长度的猜想下界.进一步使用椭圆曲线的6次扭转映射，对椭圆曲线上的点进行压缩表示，简化了Miller函数,使得算法可以主要在Fp3中进行计算而得出配对结果.最后给出了优化的最终方幂算法.由此给出了一个最优配对的有效算法.关于下一步的工作，可以考虑在其它配对友好曲线簇上的应用和推广.

摘要： 本文研究了嵌入次数k=18的Brezing-Weng椭圆曲线上的配对计算，构造出的双线性配对所对应的Miller算法的循环长度为log2γ/6，这达到了目前关于配对计算的Miller算法循环长度的猜想下界.进一步使用椭圆曲线的6次扭转映射，对椭圆曲线上的点进行压缩表示，简化了Miller函数,使得算法可以主要在Fp3中进行计算而得出配对结果.最后给出了优化的最终方幂算法.由此给出了一个最优配对的有效算法.关于下一步的工作，可以考虑在其它配对友好曲线簇上的应用和推广.

摘要： 本发明涉及一般的数字安全领域，更具体地，涉及密码学。具体地，本发明提出一种对数据序列进行加密的设备和方法。本发明还涉及用于生成伪随机数据序列(13)的密码学设备(1)和方法，以及它们在数字安全领域中的有利使用，即，特别地用于数据加密和解密，以及用于使消息密码学散列化。

摘要： 用于服务器的方法包括定义起始元素和元素步长。以预定的非顺序次序使用数据RCP中的每个元素一次以将密码本映射应用至数据随机密码密码本(RCP)，以便获得密钥RCP。起始元素和元素步长与数据RCP结合。使用密钥RCP加密数据RCP以产生后续数据RCP。后续数据RCP被传输至另一个计算机。用于客户端的方法包括以预定的非顺序次序使用数据RCP中的每个元素一次，以将密码本映射应用至数据RCP而获得密钥RCP，以便开发密钥RCP。使用数据RCP加密密钥RCP以产生后续密钥RCP。使用数据RCP加密数据结构以产生加密的数据结构。

摘要： 本发明涉及一般的数字安全领域，更具体地，涉及密码学。具体地，本发明提出一种对数据序列进行加密的设备和方法。本发明还涉及用于生成伪随机数据序列(13)的密码学设备(1)和方法，以及它们在数字安全领域中的有利使用，即，特别地用于数据加密和解密，以及用于使消息密码学散列化。

摘要： 用于服务器的方法包括定义起始元素和元素步长。以预定的非顺序次序使用数据RCP中的每个元素一次以将密码本映射应用至数据随机密码密码本(RCP)，以便获得密钥RCP。起始元素和元素步长与数据RCP结合。使用密钥RCP加密数据RCP以产生后续数据RCP。后续数据RCP被传输至另一个计算机。用于客户端的方法包括以预定的非顺序次序使用数据RCP中的每个元素一次，以将密码本映射应用至数据RCP而获得密钥RCP，以便开发密钥RCP。使用数据RCP加密密钥RCP以产生后续密钥RCP。使用数据RCP加密数据结构以产生加密的数据结构。

摘要： 本公开描述了一种混淆过程，用于混淆密码运算的密码参数，所述密码运算诸如为椭圆曲线密码学和椭圆曲线点乘法中使用的计算。此类混淆过程可用于混淆设备特性，否则可能会泄露关于所述密码参数、密码运算或更一般的密码运算的信息，诸如有时从侧信道攻击和格子攻击收集的信息。

摘要： 基于密码学的密码终端、系统及控制方法，对密码终端配置数字密码库、面部数据库、指纹数据库或声控数据库中两个或多个；调用信息判定模块判定用户使用密码终端时的密码信息类型位于正常密码单元还是紧急密码单元中，确定密码终端使用处于正常状况还是紧急状况；当密码终端的使用被判定为正常状况时，调用正常信息反馈模块向密码终端发送正常反馈信息，当密码终端的使用被判定为紧急状况时，调用正常信息反馈模块向密码终端发送正常反馈信息，同时调用紧急信息反馈模块向信息接收终端发送紧急反馈信息。本发明能够在通过密码正常使用终端设备的同时，进行紧急信息反馈，保证用户能够及时的得到救助。

摘要： 一种用于分布用于访问数据的多个密码密钥的方法包括：接收叠加有访问密钥请求的数据信号，其中该访问密钥请求至少包括大于1的数量为n的所请求密钥；使用密钥对生成算法生成n个密钥对，其中每个密钥对包括私钥和公钥；通过将包含在所述n个密钥对中的每一个中的私钥应用于密钥导出算法来导出访问私钥；使用密钥对生成算法来生成与所导出的访问私钥相对应的访问公钥；以及针对n个密钥对中的每一个以电子方式发送叠加有包含在n个密钥对中的一个密钥对中的私钥的数据信号。

摘要： 本发明公开了一种基于区块链和属性签密的数字档案管理系统。本发明数字档案管理系统包括用户、多联盟链、IPFS分布式存储系统，属性签密工具；用户完成对数字档案数据的整体管理及操作；通过服务器完成链间的数据交互；多联盟链，调用智能合约系统，包括数据链与监管链上的智能合约系统，数据链上根据数字档案文件大小分别处理并对数字档案数据的摘要信息进行存储，监管链上对数据链间数据访问行为进行存储；IPFS系统对数字档案原件内容进行存储；属性签密工具对数据进行签密及解签密。本发明可实现对数字档案数据的细粒化访问控制以及对数字档案数据来源验证，并能够确保数字档案安全性、隐私性，确保有效防止信息泄露。

摘要： 本实用新型公开了一种基于密码学的密码终端，包括载体：所述载体上设置有密码按键，且密码按键上设置有防护组件，所述载体上设置有弧形的防护罩，所述防护罩的弧形端设有倾斜的观察孔，所述防护罩的两侧竖直端内壁设置有照明灯珠。本实用新型中，该密码终端采用倾斜的观察孔结构，使得操作人员可以通过观察孔观察到密码按键的位置，并防止其他无关人员观察到手指的操作过程，防止发生密码泄漏的现象，同时通过防护组件可以在密码按键上形成悬空的防护结构，使得操作人员的手指能够直接按压在防护组件上，从而避免手指与密码按键直接接触，有效的避免了手指与密码按键长时间频繁接触而导致密码按键被损坏，提高了密码终端的使用安全性。

摘要： 本实用新型涉及密码终端技术领域，且公开了一种基于密码学的密码终端，包括终端本体，所述终端本体顶部与底部的左右两侧均开设有安装槽，所述终端本体的顶部与底部均开设有凹槽，所述凹槽的内部活动安装有按压块，所述终端本体的正面固定安装有安装板，所述安装板的正面活动安装有数字按键，所述数字按键的正面开设有按压槽，所述安装板的背面固定安装有按键筒，所述按键筒内壁的左右两侧均开设有滑槽。该基于密码学的密码终端，通过设置按键筒，运用内卡环对插杆进行稳固，使得数字按键在下压和复位的时候更加稳定，不会轻易出现摇晃的情况，对密码终端进行卡接，方便了工作人员对密码终端的安装。