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信息安全学报 2023年第5期8卷 109-122页

作者：姚天昂熊虎电子科技大学信息与软件工程学院成都610054 网络与数据安全四川省重点实验室(电子科技大学) 成都610054 南京大学计算机科学与技术系南京210023

电子投票系统被认为是现代生活中高效提供政府服务和进一步加强民主活力的方法。但是,现有构建电子投票系统的方法存在以下问题:第一,在面临贿选及胁迫的压力时,选民无法无视外在压力独立投票。其次,审计投票结果的实体可以在审计的同... 详细信息

电子投票系统被认为是现代生活中高效提供政府服务和进一步加强民主活力的方法。但是,现有构建电子投票系统的方法存在以下问题:第一,在面临贿选及胁迫的压力时,选民无法无视外在压力独立投票。其次,审计投票结果的实体可以在审计的同时获知有关投票内容的额外信息。为了解决上述两个问题,我们首次将可否认认证加密技术与身份基等式测试加密技术相结合,提出了一种支持等式测试的身份基可否认认证加密方案。该方案可以在第三方服务器不解密的情况下提供密文可比性,还能保证接收方验证发送方的身份的同时,不能向第三方证明信息来自发送方,从而保护发送方的隐私。该方案利用可否认认证加密技术在技术层面保证了选民独立投票的能力,并额外增加了身份基下的等式测试功能以确保审计机构在逻辑结构上拥有访问权限。在使用本方案的电子投票系统中,审计机构在审计投票结果的同时,不获得有关选票的任何其他信息。我们证明了我们的方案在随机预言模型中是安全的,并且可以在电子投票系统中确保不可胁迫性和可审计性。该方案与已有相关方案相比,在开销和安全性能均有较好表现的同时,实现了更为丰富的功能。此外,我们使用所提出的密码学方案设计了一个安全的电子投票系统,其安全特性可以很好地保护电子投票系统中的选民自由和公平性。

关键词：电子投票不可胁迫性可审计性可否认认证加密身份基密码体制等式测试

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支持等式测试的身份基密码体制及其应用研究

支持等式测试的身份基密码体制及其应用研究

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作者：姚天昂电子科技大学

学位级别：硕士

确保数据机密性和可用性是现代社会关注的热点问题。公钥密码体制是解决上述问题的有效手段。但标准公钥加密体制会使得云服务器中存储的数据难以检索,并且降低数据的可用性。支持等式测试的公钥加密体制是公钥加密体制的一种特殊形式,... 详细信息

确保数据机密性和可用性是现代社会关注的热点问题。公钥密码体制是解决上述问题的有效手段。但标准公钥加密体制会使得云服务器中存储的数据难以检索,并且降低数据的可用性。支持等式测试的公钥加密体制是公钥加密体制的一种特殊形式,允许半可信服务器在不执行解密的前提下对采用相同或不同公钥生成的密文进行相等性测试,较好地解决了高效密文检索问题。然而,目前支持等式测试的公钥加密方案大多基于公钥密码体制构造,存在证书管理问题。其次,现有的等式测试加密方案的应用环境较为单一。除此之外,已有方案都未充分考虑密钥泄露带来的风险。本文针对上述问题,对已有支持等式测试的公钥加密方案进行了深入研究和总结,并完成了以下工作:本文提出了一种支持等式测试的身份基可否认认证加密方案,该方案运用身份基加密体制进行构造,有效地提升了方案的性能,并规避了公钥加密体制固有的证书管理问题。同时,该方案利用可否认认证技术保证了接收方可以确认发送方的身份,但无法向第三方泄露发送方的身份,从而保护发送方身份不被公开验证。该方案在技术层面保证了电子投票中用户独立投票的能力,并确保审计机构在逻辑结构上拥有访问权限。审计机构在审计投票结果的同时,不获得有关选票的任何其他信息。本文将该方案的安全性证明规约到BDH困难问题上,严格地证明了方案的安全性,且通过具体实验验证了所提方案的高效性。通过结合密钥隔离和支持等式测试公钥加密体制的思想,本文提出了支持密钥隔离的身份基等式测试加密方案。上述方案继承了身份基加密体制的优点,解决了证书管理问题。该方案中将系统生命周期划分为多个离散的时间片并将用户密钥拆分为与用户身份信息对应的身份密钥和与时间片对应的时间片密钥。通过借助物理安全的硬件协助器来定期更新用户的时间片密钥同时实现了前向安全和后向安全功能。同时,该方案也允许第三方服务器对密文执行等式测试,从而同时实现了密钥隔离与密文检索功能。通过严格的安全性证明、详尽的理论分析和实验模拟,本文证明了所提方案在云辅助物联网环境下的安全性与高效性。

关键词：公钥加密体制身份基加密等式测试可否认认证加密密钥隔离

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