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伪随机函数的格基水印方案研究

伪随机函数的格基水印方案研究

作者：孙怡如西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,数字产权的验证、盗版产品的追踪以及保证数据的完整性等安全管理变得越来越重要。数字水印是一个强大的安全工具,它可以保护数字产品的版权、验证产品的真实性等。传统数字水印基于物理学原理,缺乏严格的数学分析,所以密码学水... 详细信息

近年来,数字产权的验证、盗版产品的追踪以及保证数据的完整性等安全管理变得越来越重要。数字水印是一个强大的安全工具,它可以保护数字产品的版权、验证产品的真实性等。传统数字水印基于物理学原理,缺乏严格的数学分析,所以密码学水印是一个值得研究的课题。现有的密码学水印方案大多都是给伪随机函数加水印。水印方案允许我们嵌入标记到原程序中,其需要满足的基本性质就是正确性和安全性。正确性需要水印标记后的程序和原程序保持几乎一样的功能以及可以从水印标记后的程序中正确提取出嵌入的标记。安全性要求敌手在不破坏原程序的前提下无法移除标记,也无法伪造标记的程序。此外,一些方案需要满足抗共谋特性,即在敌手获取同一程序的多个标记版本情况下仍不能移除标记。近年来涌现了许多水印伪随机函数方案,然而在赋予敌手较强能力情况下,这些水印方案在正确性和安全性上会存在缺陷。本文针对伪随机函数的格基水印方案研究做了以下工作。1.在标准假设下,针对伪随机函数构造了满足可公开提取性质的水印方案。现有的满足可公开提取性质的伪随机函数水印方案多数是基于不可区分混淆假设构造的,这是个很强的假设。本方案的核心密码学组件是刺穿可提取伪随机函数,基于错误学习问题可以完成对该函数的构造。该函数有可以提取函数密钥的陷门,对陷门进行封装,实现了提取密钥公开的情况下也可以完成对嵌入消息的提取。本方案首先利用该函数给出了支持无消息嵌入的水印方案的通用构造,然后对该方案进一步扩展,使其支持多比特消息嵌入。本方案的安全性依赖于刺穿可提取伪随机函数的安全性,即使敌手获得提取密钥的情况下,水印方案仍然满足不可移除性和不可伪造性,对于支持多比特消息嵌入的水印方案也满足这些安全特性。2.在标准假设下,针对伪随机函数构造了同时满足可公开提取性和抗共谋特性的水印方案。现有的方案是在牺牲部分近似功能保持性的情况下实现公开提取性质和抗共谋特性的。本方案利用强安全的指纹编码技术,同时结合具有不可伪造性的数字签名和具有选择密文安全性的公钥加密组件对方案一进行改进。利用数字签名对伪随机函数密钥进行签名,借助选择密文安全的加密方案处理指纹编码的陷门和签名。利用指纹编码技术对嵌入信息编码,将编码结果和加密结果嵌入到伪随机函数的多个密钥中,从而实现了标准假设下的抗共谋特性,数字签名的不可伪造性保证了标准模型下的可公开提取性质。因此,本方案不仅保持了方案一中公开提取的性质,而且还可以抵抗恶意攻击者的共谋攻击。

关键词：标准假设数字水印伪随机函数抗共谋特性公开提取

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新形态伪随机函数研究

信息网络安全 2023年第5期23卷 11-21页

作者：李增鹏王梅陈梦佳山东大学网络空间安全学院青岛266237

随着云计算模式的普及应用,对密文数据的安全外包计算的研究已是必然趋势,由此,潜在的密文数据的安全计算和隐私保护问题愈加受到业界和学界的关注。新形态伪随机函数(Pseudorandom Function,PRF)作为解决密文安全计算与检索的重要工具... 详细信息

随着云计算模式的普及应用,对密文数据的安全外包计算的研究已是必然趋势,由此,潜在的密文数据的安全计算和隐私保护问题愈加受到业界和学界的关注。新形态伪随机函数(Pseudorandom Function,PRF)作为解决密文安全计算与检索的重要工具之一,已是当前密码学的研究热点。当前,以密文安全计算为目标,结合全同态加密(Fully Homomorphic Encryption,FHE)与格密码、门限密码、安全多方计算(Multiparty Computing,MPC)和PRF等密码学原语,对新形态伪随机函数的研究主要集中在三方面:1)格基限制隐藏的PRF可验证性研究;2)格基受限PRF适应性安全研究;3)格基多点隐私可穿刺PRF应用性研究。因此,文章从PRF的可验证性、安全性和应用性三方面,较为全面地介绍当前重要的研究成果。

关键词：格基密码学全同态加密安全多方计算伪随机函数密文安全计算

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基于中国剩余定理的NFC安全认证算法

计算机应用与软件 2024年第1期41卷 322-327页

作者：邹同浩广东司法警官职业学院广东广州510006

针对近场通信技术在应用中出现的安全隐患问题,给出一种基于中国剩余定理的算法。算法利用中国剩余定理实现对传送信息进行加密,中国剩余定理基于数学中大素数分解难题,使得攻击者无法进行破解;所有信息加密过程中混入随机数,用于保证... 详细信息

针对近场通信技术在应用中出现的安全隐患问题,给出一种基于中国剩余定理的算法。算法利用中国剩余定理实现对传送信息进行加密,中国剩余定理基于数学中大素数分解难题,使得攻击者无法进行破解;所有信息加密过程中混入随机数,用于保证消息的新鲜性;算法在进行信息更新时采用伪随机函数计算,因伪随机函数具备的单向性,使得攻击者无法分析出有用隐私信息。将不同算法对比安全分析,表明该算法能够抵抗重放攻击、异步攻击等多种攻击。通过性能角度及仿真实验对多个算法进行分析,结果表明该算法计算时间复杂度低于其他算法。

关键词：近场通信中国剩余定理伪随机函数大素数安全认证 GNY逻辑形式化分析

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基于短整数解问题的伪随机函数新构造

通信学报 2014年第10期35卷 138-144页

作者：陈和风马文平高胜张成丽西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071 数据通信科学技术研究所北京100191

伪随机函数是构造密码原型的重要工具。基于短整数解问题,在格上设计出2个伪随机函数,第一个利用树状伪随机综合器的思想,达到并行化效果,第二个虽是串行构造,但降低了公钥尺寸。二者均具有小模数,而且是可证明安全的。与A Banerjer,C P... 详细信息

伪随机函数是构造密码原型的重要工具。基于短整数解问题,在格上设计出2个伪随机函数,第一个利用树状伪随机综合器的思想,达到并行化效果,第二个虽是串行构造,但降低了公钥尺寸。二者均具有小模数,而且是可证明安全的。与A Banerjer,C Peikert和A Rosen 3人提出的方案(EUROCRYPT 2012)相比,此提出的伪随机函数具有渐少的密钥量;在构造方法上,由于避免了凑整技术的使用,伪随机函数的生成效率得到了提高。

关键词：伪随机函数格短整数解问题混合论证

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基于伪随机函数的移动射频识别认证协议

计算机应用 2015年第4期35卷 977-980页

作者：张琪梁向前位书敏山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590

为解决移动射频识别(RFID)中阅读器和后端服务器之间因无线传输出现的安全问题,提出一种基于伪随机函数的移动RFID双向认证协议。该协议满足EPC Class-1 Generation-2行业标准,且实现了标签、阅读器和后端服务器之间的双向认证,并通过GN... 详细信息

为解决移动射频识别(RFID)中阅读器和后端服务器之间因无线传输出现的安全问题,提出一种基于伪随机函数的移动RFID双向认证协议。该协议满足EPC Class-1 Generation-2行业标准,且实现了标签、阅读器和后端服务器之间的双向认证,并通过GNY逻辑证明了其安全性。该协议能有效抵抗追踪、重放、同步化等攻击,而且它将主要计算转移到后端服务器,因此能降低标签的运算量和标签成本。

关键词：移动射频识别伪随机函数双向认证 GNY逻辑

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基于伪随机函数的RFID双向认证协议

计算机工程与应用 2018年第17期54卷 67-70页

作者：李希元孙超郑薇国网辽宁省电力有限公司营口供电公司辽宁营口115000

针对在物联网应用中,现有的RFID安全认证协议存在安全缺陷和认证效率低等问题,提出了一种改进的基于PRF的RFID双向认证协议,通过对读写器产生的随机数进行加密的方法,来解决原协议存在的安全隐患问题;采用随机数使标签保持信息的新鲜性... 详细信息

针对在物联网应用中,现有的RFID安全认证协议存在安全缺陷和认证效率低等问题,提出了一种改进的基于PRF的RFID双向认证协议,通过对读写器产生的随机数进行加密的方法,来解决原协议存在的安全隐患问题;采用随机数使标签保持信息的新鲜性。通过和已有的此类安全认证协议进行安全性比较,结果表明改进的协议不仅具有防跟踪、抗暴力破解、防重放攻击等特点,而且保证了标签没有大幅增加计算量。

关键词：物联网伪随机函数射频识别标签标识符

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基于LWR的伪随机函数的研究

基于LWR的伪随机函数的研究

作者：常娟西安电子科技大学

学位级别：硕士

带近似学习问题（LWR）是带错误学习问题（LWE）的一个变形，它存在一种损耗模式，在损耗模式下LWR抽样仅仅能揭露关于密钥的部分信息，这一特性给了LWR一个新的归约证明，与原来超多项式大小的要求相比，新的归约对参数模的要求只有多... 详细信息

带近似学习问题（LWR）是带错误学习问题（LWE）的一个变形，它存在一种损耗模式，在损耗模式下LWR抽样仅仅能揭露关于密钥的部分信息，这一特性给了LWR一个新的归约证明，与原来超多项式大小的要求相比，新的归约对参数模的要求只有多项式大小，这大大改进了LWR问题的安全性和有效性。受到LWR新的归约方式的启发，本文首先对文献[29]中两种基于LWR的伪随机函数作了分析研究，其中基于LWR合成器的伪随机函数，由于它是直接基于LWR原形的构造，所以对LWR的归约改进对它同样有效，但是degree-k伪随机函数由于它并非直接基于LWR原形的构造，所以LWR的归约改进对它并非直接有效，本文中运用了一种类似LWR归约的方式对degree-k伪随机函数做了新的归约证明，使它对参数模的要求同样达到多项式大小的要求。另外，对于文献[28]提出的基于格的k-almost密钥同态的伪随机函数，在该函数的安全性证明过程中，要求函数中两个公开矩阵必须选自特殊的分布，本文中采用了与LWR归约证明几乎相同的方式，新的证明方式对公开矩阵是否选自特殊分布没有要求。这一点给了我们一个更加广泛的参数选择，可以使函数更具有现实有效性。

关键词：格 LWR LWE 伪随机函数密钥同态伪随机函数

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伪随机函数和随机查找

电脑与微电子技术 1992年第4期 2-3页

作者：张韵华陈效群中国科学技术大学数学系

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基于伪随机函数的RFID系统双向认证协议

电信科学 2018年第10期34卷 96-103页

作者：邓文雯孙成明秦培亮苏州农业职业技术学院智慧农业学院江苏苏州215008 扬州大学信息工程学院江苏扬州225127

移动RFID系统中,读写器与后台数据库之间不再通过有线方式通信,而采用无线方式通信,但也存在一定的安全隐患问题。为确保通信数据的安全,提出一种基于伪随机函数的移动RFID双向认证协议。协议确保标签、读写器、后台数据库三方均进行认... 详细信息

移动RFID系统中,读写器与后台数据库之间不再通过有线方式通信,而采用无线方式通信,但也存在一定的安全隐患问题。为确保通信数据的安全,提出一种基于伪随机函数的移动RFID双向认证协议。协议确保标签、读写器、后台数据库三方均进行认证,从而保障通信的安全性;采用字合成等位运算,在一定程度上能够减少总的计算量;三方认证,使得移动RFID系统具备更为广泛的运用价值。安全性及性能分析表明,所提协议具有较高的安全性及较低的成本。

关键词：射频识别伪随机函数字合成运算移动系统三方认证