基于身份的可證安全的密鑰協(xié)商協(xié)議研究.pdf

1、本文的主要工作分為三個部分，第一部分從可證安全的角度介紹了密鑰協(xié)商協(xié)議中的幾個經(jīng)典模型，給出了幾個模型的具體描述，優(yōu)缺點比較。第二部分概括性的介紹了基于身份的密鑰協(xié)商協(xié)議發(fā)展過程中的幾個比較經(jīng)典的方案，對比總結(jié)了幾個協(xié)議的有點及共同問題等。第三部分在一個密鑰封裝機制方案的基礎上，提出了一個基于弱假設的基于身份的密鑰協(xié)商協(xié)議，并在標準模型下給出了新協(xié)議的形式化證明。
　　 自從1976年，Differ和Hellman提出了密鑰協(xié)商

2、協(xié)議的概念并給出了第一個密鑰協(xié)商協(xié)議的描述，大量的基于公鑰密碼體系的密鑰協(xié)商協(xié)議被相繼提出。到Shamir提出了基于身份的密碼體系，免去了公鑰體系下證書管理的開銷，密鑰協(xié)商協(xié)議進入到了基于身份領(lǐng)域的新篇章。隨后Jour將雙線性對理論引入到密鑰協(xié)商協(xié)議中來，Boneh和Franklin給出了第一個基于雙線對的可證密鑰協(xié)商協(xié)議的描述，Smart提出了第一個基于雙線性對的認證密鑰協(xié)商協(xié)議，密鑰協(xié)商協(xié)議的研究日趨成熟和多元化。在文章中，我們列舉

3、了幾個經(jīng)典的密鑰協(xié)商協(xié)議，介紹了每個協(xié)議的創(chuàng)新點，協(xié)議的基本執(zhí)行過程，執(zhí)行效率及優(yōu)缺點比較等。通過比較分析這些協(xié)議，可以幫助我們設計出更高效更安全的密鑰協(xié)商協(xié)議。
　　 在密鑰協(xié)商協(xié)議的安全性方面，如何證明一個新的密鑰協(xié)商協(xié)議是安全的也是當今密碼學界研究的一個重要問題。自1993年Bellare和Rogaway提出了隨機預言模型ROM的概念后，同年提出了第一個形式化描述的密鑰協(xié)商協(xié)議安全模型，在模型中給出了認證和安全的密鑰協(xié)商協(xié)

4、議等的定義，同時給出了攻擊者能力的描述。在這之后，幾個經(jīng)典的模型如BR95，BCK，CK，eCK等安全模型相繼誕生。在本文中詳細的介紹了這幾個模型，通過比較的方式給出了各個模型的具體描述及各自的優(yōu)缺點。
　　 受到Chen等提出的一個密鑰封裝機制的啟發(fā)，本文最后提出了一個標準模型下基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議，該協(xié)議基于較弱的CBDH假設并且我們給出了其在標準模型下形式化的證明。新協(xié)議具有如下特點:
　　 1)基于較弱的安

5、全性假設。目前絕大多數(shù)密鑰協(xié)商協(xié)議研究領(lǐng)域的論文基于的是較強的DBDH假設或者其他判定DH假設的變形，而本文提出的協(xié)議基于較弱的CBDH假設。
　　 2)該協(xié)議采用的標準模型?，F(xiàn)有文獻中大部分安全的基于身份的密鑰協(xié)商協(xié)議，都只是在隨機模型下得到了證明。但是隨機模型的安全與現(xiàn)實世界的安全不同，因為他所依賴的隨機預言假設是現(xiàn)實世界所無法實現(xiàn)的。另一方面，標準模型(RAM)下的證明因為其安全性是建立在底層數(shù)學難題難解性的基礎上的，所以