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秘密共享是诸多密码系统的核心基础协议,在网络环境下的安全通信中有着广泛的应用,其目标是将一个秘密在多个参与者间共享。信息率是衡量秘密共享效率至关重要的因素之一,而已有的秘密共享方案为实现可验证性、可公开验证性等安全需求,致使其信息率较为低下,严重制约秘密共享协议的应用效率。因此,对秘密共享效率优化问题的研究显得尤为必要。 论文主要以多线性映射为工具,对秘密共享的可验证性、可公开验证性及其效率优化问题进行了研究,研究内容主要涉及基于多线性映射的可验证秘密共享、公开验证秘密共享、通用可组合安全的秘密共享,以及可公开验证秘密共享在数据存储上的应用。具体工作如下: (1)基于多线性映射的可验证秘密共享方案。利用多线性映射设计承诺方案,并基于此方案设计可验证秘密共享方案,利用多线性映射的多线性对性质,实现了方案的可验证性功能;最后,对方案的效率进行优化,从而提出了信息率渐进最优的可验证秘密共享方案的设计方法,并对方案作安全性和性能分析。 (2)基于多线性映射的可公开验证秘密共享方案。首先,基于多线性对下的承诺方案,构造可公开验证秘密共享方案,使得任何人拥有公开信息都能够对秘密共享过程进行公开验证;其次,利用多线性映射的多线性对性质,优化方案的效率,建立信息率渐进最优的可公开验证秘密共享方案;最后,性能分析结果表明该方案的安全性和有效性。 (3)通用可组合安全的秘密共享方案。首先,在通用可组合框架下,提出了可验证秘密共享的理想函数;其次,结合可组合安全理论,探讨适用于秘密共享方案的通用可组合安全模型和方法;最后,在多线性Diffie-Hellman假设下,提出了通用可组合安全的秘密共享方案。 (4)基于多线性映射的可公开验证秘密共享在数据存储中的应用。利用多线性对技术及可验证秘密共享方案,构造了一种公开可验证的数据容错安全存储方案,并对数据存储各阶段的安全性进行了分析,设计了相应的架构图。