本書介紹可證明安全性的發(fā)展歷史及研究成果。全書共5章，第1章介紹可證明安全性涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)和基本工具，第2章介紹語義安全的公鑰密碼體制的定義，第3章介紹幾類常用的語義安全的公鑰機(jī)密體制，第4章介紹基于身份的密碼體制，第5章介紹基于屬性的密碼體制。 本書取材新穎，結(jié)構(gòu)合理，不僅包括可證明安全性的基礎(chǔ)理論和實(shí)用算法，同時(shí)也涵蓋了可證明安全性的密碼學(xué)的研究成果，力求使讀者通過本書的學(xué)習(xí)了解本學(xué)科的發(fā)展方向。 本書適合作為高等院校信息安全、網(wǎng)絡(luò)空間安全、計(jì)算機(jī)工程、密碼學(xué)和信息對抗等相關(guān)專業(yè)的本科生高年級和研究生教材，也可作為通信工程師和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程師的參考讀物。
本書由教育部高等學(xué)校信息安全專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育專業(yè)委員會(huì)共同指導(dǎo)，符合《高等學(xué)校信息安全專業(yè)指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》。本書介紹可證明安全性的發(fā)展歷史及研究成果。全書共5章，第1章介紹可證明安全性涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)和基本工具，第2章介紹語義安全的公鑰密碼體制的定義，第3章介紹幾類常用的語義安全的公鑰機(jī)密體制，第4章介紹基于身份的密碼體制，第5章介紹基于屬性的密碼體制。 本書取材新穎，不僅包括可證明安全性的基礎(chǔ)理論和實(shí)用算法，同時(shí)也涵蓋了可證明安全性的密碼學(xué)的研究成果，力求使讀者通過本書的學(xué)習(xí)了解本學(xué)科的發(fā)展方向。 本書特別適合作為高等院校信息安全、計(jì)算機(jī)工程和信息對抗等專業(yè)的本科生和網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科研究生教材，也可作為通信工程師和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程師的參考讀物。
楊波，北京大學(xué)學(xué)士，西安電子科技大學(xué)碩士、博士，陜西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，陜西省百人計(jì)劃特聘教授，中國密碼學(xué)會(huì)理事，中國密碼學(xué)會(huì)密碼算法專業(yè)委員會(huì)委員，《密碼學(xué)報(bào)》編委。曾任華南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院、軟件學(xué)院院長。2011年起在陜西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院工作。2005年擔(dān)任第四屆中國信息和通信安全學(xué)術(shù)會(huì)議程序委員會(huì)主席，2009年擔(dān)任中國密碼學(xué)會(huì)年會(huì)副主席，2010年起擔(dān)任The Joint Workshop on Information Security (JWIS ) Co-General Chair。主持多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃、國家密碼發(fā)展基金、國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金、陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目。
目錄
第1章一些基本概念和工具1
1.1密碼學(xué)中一些常用的數(shù)學(xué)知識(shí)1
1.1.1群、環(huán)、域1
1.1.2素?cái)?shù)和互素?cái)?shù)3
1.1.3模運(yùn)算4
1.1.4模指數(shù)運(yùn)算6
1.1.5費(fèi)馬定理、歐拉定理和卡米歇爾定理7
1.1.6歐幾里得算法10
1.1.7中國剩余定理13
1.1.8離散對數(shù)16
1.1.9二次剩余17
1.1.10循環(huán)群20
1.1.11循環(huán)群的選取20
1.1.12雙線性映射22
1.2計(jì)算復(fù)雜性22
1.3陷門置換25
1.3.1陷門置換的定義25
1.3.2單向陷門置換26
1.3.3陷門置換的簡化定義27
1.4零知識(shí)證明27
1.4.1交互證明系統(tǒng)27
1.4.2交互證明系統(tǒng)的定義28
1.4.3交互證明系統(tǒng)的零知識(shí)性29
1.4.4非交互式證明系統(tǒng)31
1.4.5適應(yīng)性安全的非交互式零知識(shí)證明31
1.5張成方案與秘密分割方案33
1.5.1秘密分割方案33
1.5.2線性秘密分割方案34密碼學(xué)中的可證明安全性目錄
1.5.3張成方案35
1.5.4由張成方案建立秘密分割方案35
1.6歸約36
第1章參考文獻(xiàn)38第2章語義安全的公鑰密碼體制的定義39
2.1公鑰密碼體制的基本概念39
2.1.1公鑰加密方案39
2.1.2選擇明文攻擊下的不可區(qū)分性定義40
2.1.3基于陷門置換的語義安全的公鑰加密方案構(gòu)造41
2.1.4群上的離散對數(shù)問題43
2.1.5判定性Diffie\|Hellman(DDH)假設(shè)44
2.2公鑰加密方案在選擇密文攻擊下的不可區(qū)分性46
2.3公鑰加密方案在適應(yīng)性選擇密文攻擊下的不可區(qū)分性55
第2章參考文獻(xiàn)61
第3章幾類語義安全的公鑰密碼體制63
3.1語義安全的RSA加密方案63
3.1.1RSA加密算法63
3.1.2RSA問題和RSA假設(shè)64
3.1.3選擇明文安全的RSA加密64
3.1.4選擇密文安全的RSA加密67
3.2Paillier公鑰密碼系統(tǒng)69
3.2.1合數(shù)冪剩余類的判定70
3.2.2合數(shù)冪剩余類的計(jì)算71
3.2.3基于合數(shù)冪剩余類問題的概率加密方案73
3.2.4基于合數(shù)冪剩余類問題的單向陷門置換74
3.2.5Paillier密碼系統(tǒng)的性質(zhì)75
3.3CramerShoup密碼系統(tǒng)76
3.3.1CramerShoup密碼系統(tǒng)的基本機(jī)制76
3.3.2CramerShoup密碼系統(tǒng)的安全性證明77
3.4RSAFDH簽名方案79
3.4.1RSA簽名方案79
3.4.2RSAFDH簽名方案的描述80
3.4.3RSAFDH簽名方案的改進(jìn)83
3.5BLS短簽名方案84
3.5.1BLS短簽名方案所基于的安全性假設(shè)84
3.5.2BLS短簽名方案描述84
3.5.3BLS短簽名方案的改進(jìn)一86
3.5.4BLS短簽名方案的改進(jìn)二86
3.6抗密鑰泄露的公鑰加密系統(tǒng)87
3.6.1抗泄露密碼體制介紹87
3.6.2密鑰泄露攻擊模型92
3.6.3基于哈希證明系統(tǒng)的抗泄露攻擊的公鑰加密方案94
3.6.4基于推廣的DDH假設(shè)的抗泄露攻擊的公鑰加密方案97
3.6.5抗選擇密文的密鑰泄露攻擊99
3.6.6抗弱密鑰泄露攻擊109
第3章參考文獻(xiàn)111
第4章基于身份的密碼體制113
4.1基于身份的密碼體制定義和安全模型113
4.1.1基于身份的密碼體制簡介113
4.1.2選擇明文安全的IBE114
4.1.3選擇密文安全的IBE方案115
4.1.4選定身份攻擊下的IBE方案116
4.1.5分層次的IBE系統(tǒng)117
4.2隨機(jī)諭言機(jī)模型下的基于身份的密碼體制118
4.2.1BF方案所基于的困難問題118
4.2.2BF方案描述119
4.2.3BF方案的安全性120
4.2.4選擇密文安全的BF方案124
4.3無隨機(jī)諭言機(jī)模型的選定身份安全的IBE128
4.3.1雙線性DiffieHellman求逆假設(shè)128
4.3.2基于判定性BDH假設(shè)的IBE和HIBE方案129
4.3.3基于判定性BDHI假設(shè)的IBE和HIBE方案131
4.4無隨機(jī)諭言機(jī)模型下的基于身份的密碼體制134
4.4.1判定性雙線性DiffieHellman假設(shè)134
4.4.2無隨機(jī)諭言機(jī)模型下的IBE構(gòu)造134
4.5密文長度固定的分層次IBE143
4.5.1弱雙線性DiffieHellman求逆假設(shè)143
4.5.2一個(gè)密文長度固定的HIBE系統(tǒng)144
4.5.3具有短秘密鑰的HIBE系統(tǒng)147
4.6基于對偶系統(tǒng)加密的安全的IBE和HIBE152
4.6.1對偶系統(tǒng)加密的概念152
4.6.2合數(shù)階雙線性群154
4.6.3基于對偶系統(tǒng)加密的IBE方案155
4.6.4基于對偶系統(tǒng)加密的HIBE方案160
4.7從選擇明文安全到選擇密文安全164
4.7.1選擇明文安全到選擇密文安全的方法介紹164
4.7.2CHK方法164
4.7.3CCA安全的二叉樹加密167
第4章參考文獻(xiàn)170
第5章基于屬性的密碼體制172
5.1基于屬性的密碼體制的一般概念172
5.2基于模糊身份的加密方案175
5.2.1Fuzzy IBE的安全模型及困難性假設(shè)175
5.2.2基于模糊身份的加密方案176
5.2.3大屬性集上的基于模糊身份的加密方案179
5.3一種基于密鑰策略的屬性加密方案181
5.3.1訪問樹結(jié)構(gòu)181
5.3.2KPABE方案構(gòu)造183
5.3.3大屬性集的KP\|ABE方案構(gòu)造186
5.3.4秘密鑰的委托189
5.3.5KP\|ABE的應(yīng)用191
5.4一種基于密文策略的屬性加密方案191
5.4.1判定性并行雙線性Diffie\|Hellman指數(shù)假設(shè)192
5.4.2基于密文策略的屬性加密方案構(gòu)造192
5.5基于對偶系統(tǒng)加密的安全的屬性加密195
5.6非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)的ABE200
5.6.1從單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)到非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)201
5.6.2非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)ABE的實(shí)現(xiàn)方案201
5.7函數(shù)加密205
5.7.1函數(shù)加密簡介205
5.7.2函數(shù)加密的定義206
5.7.3函數(shù)加密的分類207
5.7.4基于游戲的安全性定義209
5.7.5基于模擬的安全性定義210
第5章參考文獻(xiàn)215
第3章幾類語義安全的公鑰密碼體制
3.1語義安全的RSA加密方案3.1.1RSA加密算法RSA算法是1978年由Rivest、Shamir和Adleman提出的一種用數(shù)論構(gòu)造的，也是迄今理論上最為成熟完善的公鑰密碼體制，該體制已得到廣泛的應(yīng)用。它作為陷門置換在1.3.1節(jié)中有過介紹，下面是算法的詳細(xì)描述。設(shè)GenPrime是大素?cái)?shù)產(chǎn)生算法。密鑰產(chǎn)生過程: GenRSA():p,q←GenPrime();n=pq,φ(n)=(p－1)(q－1);選e,滿足1
