基于雙線性配對(duì)的密碼學(xué)算法
本文分為三大方面進(jìn)行介紹,希望大家能夠有所收獲。
1、數(shù)據(jù)加密原理
我們將構(gòu)建一個(gè)高效無(wú)證書簽密方案。因?yàn)檗D(zhuǎn)換不能識(shí)別的范式加密和簽名方案成組合證書協(xié)議,我們采用擴(kuò)展傳統(tǒng)的簽密法的做法用無(wú)證書密鑰驗(yàn)證機(jī)制,以基于身份的技術(shù)來(lái)配對(duì)驗(yàn)證關(guān)聯(lián)的公共密鑰。
傳統(tǒng)的密碼系統(tǒng)按照用戶選擇自己的私鑰范式,計(jì)算對(duì)應(yīng)的公鑰,并提交給認(rèn)證機(jī)構(gòu),其驗(yàn)證他們的身份,并頒發(fā)證書連接這些身份和公共密鑰。此在創(chuàng)建一個(gè)認(rèn)證的基礎(chǔ)設(shè)施需要數(shù)字證書管理(也被稱為公鑰基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),或PKI)可能被證明繁瑣的維護(hù)。沙米爾引入的基于身份的(IB)密碼學(xué)的概念在試圖減輕PKI的負(fù)擔(dān)。在IB加密,私鑰不是由用戶選擇的,而是發(fā)出由受信任的權(quán)威稱為密鑰生成局(KGB)或信托機(jī)構(gòu)(TA)和公共密鑰由任意的字符串替換代表用戶的身份,避免需要證書完全。在另一方面,它具有隱含建立一個(gè)密鑰托管機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn),由于克格勃具有從任何用戶恢復(fù)機(jī)密信息的能力。
我們遵循一個(gè)相當(dāng)獨(dú)特的方法,設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)證書簽密方法。代替與結(jié)合基于身份的加密方法的同樣基于身份的簽名方案,并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為無(wú)證書協(xié)議中,我們與傳統(tǒng)的簽名延長(zhǎng)證書的加密方法方案,但要避免使用證書后者組件使用基于身份的技術(shù)來(lái)驗(yàn)證公共驗(yàn)證密鑰。
無(wú)證書公鑰密碼體制是在基于身份的公鑰密碼體制的基礎(chǔ)上提出來(lái)的一類新型公鑰密碼體制。它既保持了基于身份的公鑰密碼體制不需要使用公鑰證書的優(yōu)點(diǎn), 又較好地解決了它所固有的密鑰托管問(wèn)題。簽密把公鑰加密和數(shù)字簽名有機(jī)結(jié)合在一起, 能夠在一個(gè)合理的邏輯步驟內(nèi)同時(shí)完成公鑰加密和數(shù)字簽名兩項(xiàng)功能, 而其計(jì)算量和通信成本都要低于傳統(tǒng)的“先簽名后加密”模式。
在基于身份的加密體制中,發(fā)送者可以在接收者還沒有私鑰的情況下加密一個(gè)消息給接收者,接收者可以在收到密文之后,才向PKG申請(qǐng)私鑰進(jìn)行解密,這是基于身份的密碼體制的一個(gè)重要特征。而無(wú)證書加密體制,設(shè)置私鑰和設(shè)置公鑰在設(shè)置秘密值之后運(yùn)行,都有用戶自己來(lái)完成,用戶的私鑰實(shí)際上用有兩部分,解決了基于身份的密碼體制中的秘鑰托管問(wèn)題,也消除了基于PKI的密碼體制中的公鑰證書了。
2、加密算法改進(jìn)
將BLMQ體制簽名、SCHorr簽名和zheng簽名結(jié)合的無(wú)證書簽名方案,并參照Al-Riyami和Paterson的原始CL-PKC模型,使用戶可以為了基于身份認(rèn)證的密鑰和各自的身份而獨(dú)立的選擇常見卻未認(rèn)證的密鑰對(duì),這些密鑰可以通過(guò)基于身份的原理來(lái)驗(yàn)證是否有效。
鑒于本系統(tǒng)的運(yùn)用場(chǎng)景,在原有的方案上進(jìn)行了優(yōu)化,增加了參數(shù),在解密部分進(jìn)行先驗(yàn)證后解密的方案,目的在于提高加解密效率,只對(duì)驗(yàn)證為真實(shí)的消息進(jìn)行解密。
3、 加密算法方面
(1)本項(xiàng)目構(gòu)建高效的無(wú)證書加密方案,相對(duì)于一般的范例,將基于身份的加密和簽名方案轉(zhuǎn)變?yōu)榻M合的無(wú)證書協(xié)議,采用無(wú)證書加密驗(yàn)證機(jī)制擴(kuò)展傳統(tǒng)簽名加密方法,根據(jù)基礎(chǔ)的基于身份認(rèn)證的技術(shù),配對(duì)用于驗(yàn)證相關(guān)的公鑰。只要這個(gè)驗(yàn)證的應(yīng)攤成本很低,結(jié)果會(huì)像基礎(chǔ)的加密一樣的高效。
(2)它既保持了基于身份的公鑰密碼體制不需要使用公鑰證書的優(yōu)點(diǎn),又較好地解決了它所固有的密鑰托管問(wèn)題.簽密把公鑰加密和數(shù)字簽名有機(jī)結(jié)合在一起,能夠在一個(gè)合理的邏輯步驟內(nèi)同時(shí)完成公鑰加密和數(shù)字簽名兩項(xiàng)功能,而其計(jì)算量和通信成本都要低于傳統(tǒng)的"先簽名后加密"模式.
(3)使用基于雙線性配對(duì)的無(wú)證書簽名加密算法使用到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。構(gòu)建一個(gè)高效的無(wú)證書加密方案,相對(duì)于一般的范例,將基于身份的加密和簽名方案轉(zhuǎn)變?yōu)榻M合的無(wú)證書協(xié)議,采用無(wú)證書加密驗(yàn)證機(jī)制擴(kuò)展傳統(tǒng)簽名加密方法,根據(jù)基礎(chǔ)的基于身份認(rèn)證的技術(shù),配對(duì)用于驗(yàn)證相關(guān)的公鑰。只要這個(gè)驗(yàn)證的應(yīng)攤成本很低,結(jié)果會(huì)像基礎(chǔ)的加密一樣的高效。
(4)在將PBC加密算法植入內(nèi)存和處理速度有限的無(wú)線傳感器中(無(wú)線傳感器使用51內(nèi)核),其中的ROM由于只有4K并且還要處理傳感器自身的信息發(fā)送、傳感器信號(hào)的檢測(cè)及外設(shè)器件的狀態(tài)監(jiān)管,因此在無(wú)線傳感器網(wǎng)路中使用極有挑戰(zhàn)性。
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助。
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