格上不经意传输协议的分析与设计

发布时间：2022-07-11 11:20

　　密码学作为信息安全领域的重要理论基础与关键技术,在互联网技术快速发展的今天,为网络中的数据加密、消息认证、访问控制等实际应用提供可靠技术保障。然而,随着量子计算技术的发展,传统公钥密码体制受到了极大挑战,使得基于经典数论问题的密码系统在量子环境下不再安全。面对来自量子计算技术的威胁,后量子密码（post-quantum cryptography）引起了密码研究者、各国标准机构以及政府机要部门的广泛关注。作为后量子密码的一个研究分支,格公钥密码（lattice-based cryptography）相较于其他后量子密码体制具有显著优势,在密码学发展进程中占据重要地位。目前,基于格公钥密码的方案构造多是对加密、签名等密码原语的研究,在协议构造方面的研究工作甚少。此外,不经意传输（oblivious transfer,OT）因其具有简洁的密码功能,被广泛应用于安全多方计算等高层应用协议中。然而,目前大多数OT协议都依赖于大数分解或离散对数困难假设而构建,基于后量子密码体制的OT协议研究并不深入。因此,研究基于格公钥密码体制的OT协议具有积极的意义。本文将以此动机,围绕格上OT协议（latti... 

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究成果及内容安排
第二章 预备知识
    2.1 符号说明及基本概念
    2.2 格理论知识
        2.2.1 格理论基础知识
        2.2.2 格上困难问题
        2.2.3 LWE问题
        2.2.4 RLWE问题
    2.3 高斯分布
        2.3.1 取整高斯分布
        2.3.2 离散高斯分布
        2.3.3 格上高斯分布
        2.3.4 光滑参数
    2.4 不经意传输
    2.5 UC安全模型
        2.5.1 UC模型
        2.5.2 OT理想函数
        2.5.3 攻陷场景
    2.6 本章小结
第三章 格上不经意传输协议的量子安全性分析
    3.1 引言
    3.2 量子UC模型
        3.2.1 量子计算基础知识
        3.2.2 机器模型
        3.2.3 量子UC安全性
    3.3 基于LWE问题的不经意传输协议
        3.3.1 基于LWE问题的双模密码系统
        3.3.2 基于LWE问题的OT协议
        3.3.3 仿真器构造
    3.4 量子安全性分析
        3.4.1 量子平移定理
        3.4.2 量子安全证明
    3.5 本章小结
第四章 格上UC安全不经意传输协议的等式安全性分析
    4.1 引言
    4.2 等式安全模型
    4.3 协议dm~(mode)的等式描述
    4.4 协议dm~(mode)的等式安全性分析
        4.4.1 关于F_(OT)的等式安全性
        4.4.2 关于F'_(OT)的等式安全性
        4.4.3 关于F"_(OT)的等式安全性
    4.5 本章小结
第五章 格上UC安全的不经意传输协议构造
    5.1 引言
    5.2 符号说明及协议基本组件
        5.2.1 符号说明
        5.2.2 基于RLWE问题的密钥交换协议
        5.2.3 哈希函数
        5.2.4 对称加密算法
    5.3 协议1:基于RLWE问题的UC安全OT协议
        5.3.1 随机OT
        5.3.2 标准OT
        5.3.3 协议2:UC安全的N-选-1 OT协议
    5.4 协议1的改进版本
        5.4.1 协议3:(改进的)基于RLWE问题的UC安全OT协议
        5.4.2 协议Newhope的调和机制
        5.4.3 证明概要
    5.5 协议1的LWE版本
        5.5.1 协议4:基于LWE问题的UC安全OT协议
        5.5.2 协议Frodo的调和机制
        5.5.3 证明概要
    5.6 效率比对
    5.7 本章小结
第六章 改进的格上哈希证明系统
    6.1 引言
    6.2 哈希证明系统及相关引理介绍
        6.2.1 哈希证明系统
        6.2.2 相关定理及引理
    6.3 扩展的基于LWE问题的密钥交换协议
        6.3.1 对任意模数可用的密钥交换协议
        6.3.2 协议的安全性
        6.3.3 协议的正确性
    6.4 改进的基于LWE问题的哈希证明系统
    6.5 改进的两个应用扩展:IB-HPS和UHPS
        6.5.1 IB-HPS
        6.5.2 UHPS
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于格的哈希证明系统的构造综述[J]. 来齐齐,杨波,禹勇,陈原,顾小勇.  密码学报. 2017(05)
[2]格密码学研究[J]. 王小云,刘明洁.  密码学报. 2014(01)
[3]格基不经意传输协议[J]. 王凤和,胡予濮,刘振华.  通信学报. 2011(03)



本文编号：3658068