適應(yīng)性選擇密文安全公鑰加密體制設(shè)計(jì).pdf

1、適應(yīng)性選擇密文安全性(IND-CCA2)已經(jīng)成為公鑰加密方案的標(biāo)準(zhǔn)安全性要求，然而其設(shè)計(jì)工作卻因?yàn)橐恢比狈ο到y(tǒng)的規(guī)律遵循而被認(rèn)為是一項(xiàng)藝術(shù)工作而非一項(xiàng)科學(xué)工作。本文研究了IND-CCA2安全公鑰加密體制的設(shè)計(jì)規(guī)律、IND-CCA2安全性的評(píng)測(cè)手段、IND-CCA2安全的ElGamal類公鑰加密體制的改進(jìn)和混合加密體制的安全性定義問(wèn)題。
　　 從正向與逆向兩個(gè)角度系統(tǒng)地描述了IND-CCA2安全的公鑰加密體制的設(shè)計(jì)規(guī)律。從正向的角

2、度，對(duì)解密服務(wù)造成的信息泄漏進(jìn)行了詳細(xì)的分解，并分析了每一類信息泄漏的防范方法。從逆向的角度，分析了解密仿真與公鑰加密體制基本設(shè)計(jì)思想的矛盾及解決方法。最后從信息論的角度分析了困難問(wèn)題與IND-CCA2安全性的距離及彌補(bǔ)方法，給出公鑰加密方案設(shè)計(jì)規(guī)律的統(tǒng)一描述及設(shè)計(jì)難度的直觀評(píng)價(jià)。
　　 公鑰加密體制適應(yīng)性選擇密文安全性(IND-CCA2)的規(guī)約證明是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，而且無(wú)法規(guī)約證明的方案不一定是不安全的。因此規(guī)約證明并不適合

3、作為公鑰加密方案IND-CCA2安全性的評(píng)測(cè)手段。本文提出了IND-CCA2安全性的灰盒分析法，該方法從解密服務(wù)信息泄漏的角度來(lái)判定方案的IND-CCA2安全性。與IND-CCA2安全性的規(guī)約證明相比，灰盒分析更加簡(jiǎn)單和容易理解，更適合作為公鑰加密體制IND-CCA2安全性的評(píng)測(cè)方法。最重要的是，灰盒分析的信息泄漏分析可以發(fā)現(xiàn)方案不安全的原因，為方案的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供依據(jù)和指導(dǎo)。
　　 提出了一個(gè)ElGamal類公鑰加密體制的新的

4、變型，并在標(biāo)準(zhǔn)模型下基于一個(gè)新的困難假設(shè)-Restricted Oracle Diffie-Hellman假設(shè)(RODH)-給出了IND-CCA2安全性證明。提出了ODH假設(shè)的一個(gè)弱化變型CODH(ConstrainedOracle Diffie-Hellman)假設(shè)，并在該假設(shè)下證明了DHIES的IND-CCA2安全性。提出了一個(gè)Kiltz07密鑰封裝機(jī)制的改進(jìn)方案，提高了加密效率。新方案可以同樣在GHDH假設(shè)下證明是IND-CCA2

5、安全的。改進(jìn)后的方案是目前效率最高的標(biāo)準(zhǔn)模型下IND-CCA2安全的密鑰封裝機(jī)制。
　　 針對(duì)混合加密體制的特點(diǎn)提出了一種新的安全性定義，稱為弱適應(yīng)性選擇密文安全(IND-WCCA2)性。IND-WCCA2的定義與IND-CCA2(適應(yīng)性選擇密文攻擊)類似，唯一的區(qū)別是攻擊者不能詢問(wèn)KEM(密鑰封裝機(jī)制)部分與挑戰(zhàn)密文的KEM部分相同的密文。在KEM(密鑰封裝機(jī)制)不重復(fù)使用的應(yīng)用環(huán)境中，IND-WCCA2與IND-CCA2具有