摘要：随着量子算法的提出和量子计算机的快速发展,基于传统数论设计的各类数字签名方案受到严重的潜在威胁。基于格理论的身份基消息恢复签名方案是抗量子的网络信息安全认证的重要方法。然而,已有的两个格上身份基消息恢复签名方案的共同缺点是,在私钥提取阶段采用原像抽样算法,导致方案的整体运行效率较低。针对这一问题,文章在私钥提取阶段引入本原格上新的抽样算法,通过特殊的线性变换和矩阵分解简化抽样过程,并通过在身份签名阶段采用无陷门随机抽样技术,提出一个本原格上高效的身份基消息恢复签名方案。在随机预言机模型下,文章证明了方案在小整数解问题困难性条件下满足适应性选择身份和选择消息攻击下的存在性不可伪造性。理论分析表明,在保证安全性的前提下,方案在私钥提取阶段的抽样时间复杂度和抽样空间复杂度明显优于已有的两个格上身份基消息恢复签名方案,方案的整体运行效率更具有优势。

摘要：为提升抗量子区块链数据加密的安全性,提出基于格签名算法的抗量子区块链数据加密方法。利用密钥矩阵生成区块链数据密钥,对部分数据分散处理,利用格签名算法对区块链数据签名,将签名与密钥整合生成区块链数据加密数字证书,利用证书对数据加密处理,以此实现基于格签名算法的抗量子区块链数据加密。实验证明,设计方法应用下抗量子区块链数据一致程度平均为97%,平均数据加密速率为3 115.15 byte/s,具有一定的应用价值。

摘要：在可预见的未来,口令仍将是最主要的身份认证方法.口令认证密钥交换协议(password authenticated key exchange, PAKE)是口令认证的重要组成部分,它允许通信双方在不安全的通话信道上建立一个安全的会话密钥.为了缓解服务器被入侵后对存储在服务器上口令的影响,将口令散列之后再存储被广泛推荐,例如使用传统的口令散列函数,如PBKDF2, Bcrypt,和Scrypt.然而,这些口令散列函数依赖复杂的数学问题,安全性证明建立在随机预言机模型(random oracle model,ROM)之上,且需要较大内存支持.为解决上述问题,基于离散对数假设的口令散列方案陆续被提出,如Benhamouda-Pointceva方案(IACR ePrint2013/833)、Kiefer-Manulis方案(ESORICS’14)、Pointcheval-Wang方案(ASIACCS’17)与平滑投影散列函数(smooth projective hash function, SPHF)集成,但这些方案无法实现后量子安全且仍依赖于ROM模型.因此,本文着重研究如何在标准模型下设计后量子安全的口令散列方案,并给出可证明安全性分析.尽管所提方案尚不能应用于实际,但为构造实际的后量子安全的口令认证及密钥交换协议奠定了基础.

摘要：5G时代为物联网高速发展带来了机遇,身份认证是保障物联网安全的基础。然而在面对量子攻击时,由于物联网节点众多,基于签密的身份认证方案生成节点密钥将消耗大量资源,难以满足物联网低开销的需求。为此,设计了一种基于格的轻量级群签密认证方案。在密钥生成阶段,设计了改进陷门对角矩阵,优化生成密钥所需的原像采样算法,减小了生成大量密钥时所需的整体时间;在身份认证阶段,基于剩余哈希引理和签密性质,在一个逻辑步骤内对消息同时进行签名和加密,提出了低次数的点乘与哈希运算的交互流程,完成组长代替群组成员进行的接入认证。仿真实验表明,该方案降低了物联网设备接入时的交互次数,减少了身份认证阶段的计算开销,对比现有方案,签密与解签密的总开销降低了至少7%,同时证明了该方案能在物联网中抵抗量子攻击。

摘要：为提高密码体制中签密的运算效率和安全性,减少传统属性签密的双线性对的运算量,利用格理论构建基于格的属性签密方案,提高计算效率的同时,抵抗量子攻击。为验证该方案的安全性,在随机预言机模型下,利用格理论中带错误学习困难问题和小整数解困难问题分别分析该方案需要满足的安全性要求。分析结果表明,该方案是可行的且具有高安全性。

摘要：环签名是一种可以隐藏签名者身份的签名技术,相比较传统签名技术,具有良好的匿名性。但目前大多数环签名方案都是基于双线性映射问题或者其他传统困难问题,随着量子计算技术的发展,这些传统的困难问题就不再安全,论文对格密码和环签名技术进行研究分析,探讨基于格密码的环签名方案设计,从而推动环签名技术在抗量子攻击方面的实际应用。