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安全公钥加密方案的设计和分析是密码学中一个十分重要的问题,特别是适应性选择密文安全的加密方案,是近年来密码学界的研究热点。无论是提出新的加密方案并证明其选择密文安全性,还是对选择密文安全性定义本身进行各种深入研究,都受到人们的广泛关注。
在本文中,我们针对与适应性选择密文攻击相关的几个问题进行研究,主要结果如下:
第一部分提出一个新的加密方案并证明了它的适应性选择密文安全性。Boneh和Boyen在文献[23]中给出一个基于双线性DBDHI假设的基于身份加密(IBE)方案,Canetti等人[31]指出利用强一次性签名对上述IBE方案进行黑盒转换,可以得到相应选择密文安全的公钥加密算法。在这一部分,我们利用两个目标抗碰撞Hash函数替换CHK-转换中的强一次性签名,同样得到一个选择密文安全的公钥加密方案。由于使用了非黑盒转化方法,使得新方案具有更高的效率,在加解密时只比原IBE方案各增加了一个幂运算,而且新方案也具有密文有效性可公开验证的特点。我们在标准模型下将新方案的安全性紧致(tight)归约到双线性DBDHI假设。
第二部分研究IBE方案的匿名性,主要考虑如何构造选择密文攻击下匿名安全(ID-Ⅱ—CCA)的IBE方案。首先提出一个新安全概念:两个身份下明文知晓性(PATI):进一步证明PATI安全蕴含ID—Ⅱ—CCA匿名安全;最后给出一个在随机谕示模型下从ID—Ⅱ-CPA匿名安全到ID-Ⅱ-CCA匿名安全的一般转化方法。
第三部分研究标准模型下明文知晓性(PA)与选择密文安全的复杂关系。Bellare等人[17]提出标准模型下PA概念的主要目的是证明公钥加密方案的选择密文安全性,但到目前为止没有一种加密方案可以在标准模型下通过PA证明是IND—CCA2安全的。最近的理论结果[85,21]显示,文献[17]中给出的PA安全定义对于证明选择密文安全是不必要的。因此,我们着眼于利用PA安全证明一类著名密码方案-Cramer-Shoup方案或相关变形的选择密文安全性,提出了一种弱化PA定义,并初步得到一些结果。