中國密碼學(xué)發(fā)展報告2011

前言

　　《中國密碼學(xué)發(fā)展報告2011》終于可以與讀者見面了。自2007年開始組織編寫“密碼學(xué)發(fā)展報告”，通過介紹國際密碼學(xué)界最新發(fā)展動態(tài)，宣傳推廣國內(nèi)學(xué)者在密碼學(xué)各個方面的研究成果，促進了密碼學(xué)研究、應(yīng)用的交流，取得了較好的社會影響。在已經(jīng)出版的幾期報告中，分別從不同的角度對密碼學(xué)及其相關(guān)信息安全領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、研究進展、應(yīng)用情況等做了較為全面的分析和介紹，這就為后續(xù)的發(fā)展報告打下很好的基礎(chǔ)。我們希望不斷推出題材新穎、內(nèi)容豐富的“密碼學(xué)發(fā)展報告”，奉獻給讀者?！　≡谶^去的幾年中，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)又有了新的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)、云計算無疑是非常時髦且充滿誘惑的概念，這些網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)和新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，對網(wǎng)絡(luò)和信息安全會造成哪些影響？而這些新技術(shù)的挑戰(zhàn)又會給密碼學(xué)研究帶來什么樣的變化？本期報告圍繞“密碼學(xué)新動向”展開，我們特別邀請了幾位專家對最近幾年密碼研究領(lǐng)域一些新的研究熱點問題進行分析討論，希望能夠引起讀者的共鳴并帶來有意義的思考。　　本期報告共包括9篇特邀文章。華南師范大學(xué)馬昌社、暨南大學(xué)翁健合寫的文章通過介紹2010年“三大密碼會”發(fā)表的論文，可以讓我們看到國際密碼學(xué)研究前沿的一些基本動向。首先，在抗泄露的密碼方案構(gòu)造技術(shù)以及格上加密方案的構(gòu)造技術(shù)等方面取得了突破性的進展；以云計算為代表的新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式對密碼學(xué)研究產(chǎn)生了很大推動，比如同態(tài)加密的發(fā)展、屬性加密的改進等。其次，盡管格上密碼有了長足的發(fā)展，但是密鑰規(guī)模過大和密文擴張過多限制了它的應(yīng)用。因此，如何設(shè)計規(guī)避這兩個問題的新型算法將是未來格上密碼需要攻克的主要問題，同時格上的數(shù)字簽名方案有待進一步的研究。最后，傳統(tǒng)意義上的知識證明協(xié)議、多方計算協(xié)議等在可應(yīng)用性方面仍需要在效率方面有所提高?！　?012年2月，由于發(fā)現(xiàn)RSA算法在實際應(yīng)用中大量存在共模數(shù)現(xiàn)象，一時間人們關(guān)注的焦點又回到了RSA。這僅僅是使用RSA算法時隨機生成參數(shù)的不慎，還是RSA這個被認(rèn)為最好的公鑰算法存在某些內(nèi)在的短板？中國科學(xué)院DCS中心呂克偉的文章，系統(tǒng)討論了相關(guān)的RSA/Rabin函數(shù)的明文比特安全性。近幾年的研究已經(jīng)對RSA函數(shù)的單個比特安全性有了定論，但所得到的結(jié)論更多的是理論上的意義，缺少實際可應(yīng)用性。因此，如何構(gòu)造出更具實用性的方法，是一個值得探討的問題。另外，關(guān)于明文比特塊的同時安全性則需要進一步討論，特別是，能夠得到的最大同時安全的比特塊是多大？這方面的任何進展將對于構(gòu)造高效的偽隨機生成器產(chǎn)生影響?！　‰S著網(wǎng)絡(luò)多媒體的廣泛應(yīng)用，如何解決條件接收、數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護是迫切需要解決的問題?；诠€的廣播加密技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用安全提供了一條有效的解決思路。西安電子科技大學(xué)胡予濮等人的文章介紹了公鑰廣播加密的研究背景、進展及設(shè)計要求和特點；給出了幾種代表性的方案。與對稱廣播加密相比，基于公鑰的廣播加密還有很多問題亟待解決。但無論如何，廣播加密都是一個值得投入和深入研究的密碼學(xué)分支。廣播加密在解決網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用安全方面可以發(fā)揮作用，但是在現(xiàn)實中有一個問題始終困擾著人們：不論是對稱廣播加密還是基于公鑰的廣播加密，其密碼運算和工作環(huán)境并不安全，通過側(cè)信道攻擊甚至通過監(jiān)測內(nèi)存，加密算法和加密密鑰都可能被攻擊者獲得。為此，一個新的解決方案“白盒密碼”應(yīng)運而生，即一種變形的密碼算法，即使攻擊者可能監(jiān)測密碼系統(tǒng)的內(nèi)部運行，并完全掌控執(zhí)行環(huán)境，仍可以保證安全。上海交通大學(xué)來學(xué)嘉的文章，就給出關(guān)于白盒密碼比較全面的介紹，包括白盒密碼的基本思想，對白盒密碼的攻擊模型和應(yīng)用背景等，總結(jié)了白盒密碼常用的設(shè)計方法，并通過幾個白盒密碼算法實現(xiàn)為例，說明目前的白盒密碼算法在效率和安全性上仍然存在不足。　　白盒密碼本質(zhì)上是一種對現(xiàn)有密碼算法的修正技術(shù)，使其在執(zhí)行過程中能夠抗泄露攻擊。華東師范大學(xué)李祥學(xué)、郁昱等人的文章，則從安全模型、可證明安全的角度討論如何保證密碼算法抗泄露的問題。傳統(tǒng)意義上的密碼可證明安全性主要針對只能看到輸入輸出的攻擊者，忽略了算法硬件顯示時出現(xiàn)的物理信息泄露，這導(dǎo)致了很多理論上“牢不可破”的密碼學(xué)算法在現(xiàn)實中被輕易破解?？剐孤睹艽a學(xué)就是要在理論層面設(shè)計對抗旁路攻擊的可證明安全的密碼學(xué)算法?！　募用芘c簽名的綜合效率角度考慮，一次邏輯執(zhí)行就完成加密和簽密兩種密碼學(xué)操作的簽密方案無疑在通信中優(yōu)勢明顯，因此簽密體制在應(yīng)用中是不錯的選擇。保密通信重點實驗室和成都電子科技大學(xué)的祝世雄、李發(fā)根等人的文章介紹了簽密方案的研究背景，分析了經(jīng)典的簽密方案、簽密的安全性模型、簽密的不可否認(rèn)性質(zhì)、混合簽密、基于身份的簽密、無證簽密以及簽密的應(yīng)用等，并提出一些未來值得研究的工作。在現(xiàn)實社會中，人們經(jīng)常需要將自己的簽名權(quán)委托給他人，讓他人代替自己行使簽名權(quán)力。隨著信息化社會各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式的多樣化，也同樣需要通過代理人行使加密和簽名操作。代理多簽名是代理簽名的一種特殊形式，是多個原始簽名人將自己的簽名權(quán)限委托給某個代理簽名人并讓其代理這些原始簽名人行使簽名權(quán)力的行為。南京航空航天大學(xué)王箭等人的文章，針對代理多簽名方案及其困難問題，分別介紹了基于離散對數(shù)、基于橢圓曲線、基于雙線性對以及基于身份的代理多簽名方案?！　∩婕暗矫艽a系統(tǒng)安全，我們總是假定密碼使用者會看管好自己的密鑰而不丟失。但在實際應(yīng)用中，特別是移動終端用戶，丟失密碼設(shè)備造成密鑰泄露的情況幾乎難以避免。對于多數(shù)密碼體制，一旦密鑰泄露似乎還可以選擇更換密鑰；而一些新型密碼體制，如基于身份的密碼，由于公鑰與用戶身份信息綁定，根本不能接受更換密鑰。因此，必須有一種針對密鑰泄露的解決方案，使因為密鑰泄露而造成的風(fēng)險降到最低。青島大學(xué)于佳等人的文章討論了通過密鑰演化技術(shù)來降低密鑰泄露危害的機制，如周期性地更新密鑰，包括前向安全、密鑰隔離、入侵容忍等手段，同時還指出了一些值得研究的問題。傳統(tǒng)意義上的密碼學(xué)，主要涉及數(shù)學(xué)和計算等理論。雖然對量子密碼、量子計算的研究早已展開，但是早期很少有人相信物理學(xué)的理論最終可能撼動并影響業(yè)已成熟的現(xiàn)代密碼學(xué)。這一切自從Shor給出了基于量子計算的整數(shù)分解多項式算法而改變。南京航空航天大學(xué)袁家斌等人的文章討論了量子計算的原理以及相關(guān)量子算法，分析了量子計算模型在速度上超越圖靈機模型的原因。對于大多數(shù)讀者來說，通過本文可以對量子計算和量子算法有一個初步的了解?！　”狙芯堪l(fā)展報告得到了國家自然科學(xué)基金項目（61133014和60970111）資助，同時也得到了保密通信重點實驗室和上海市可擴展計算與系統(tǒng)重點實驗室的支持，在此一并表示感謝?！　∽詈?，還要對中國密碼學(xué)會學(xué)術(shù)工作委員會的同事王鯤鵬博士、畢寧策劃編輯等表示感謝，他們?yōu)楸酒谘芯繄蟾娴慕M稿、聯(lián)絡(luò)、編輯和出版等付出了大量辛苦的工作?！　≈袊艽a學(xué)會學(xué)術(shù)工作委員會主任　　陳克非　　2012年4月

內(nèi)容概要

中國密碼學(xué)會組編的《中國密碼學(xué)發(fā)展報告(2011)》是第五期的《中國密碼學(xué)發(fā)展報告》，全書共9篇文章，對最近幾年密碼研究領(lǐng)域一些新的研究熱點問題進行分析討論。包括2010年“三大密碼會”的評述，以及RsA
共模問題、廣播加密、白盒密碼、簽密和代理簽名、密鑰演化、量子計算等方面的研究進展，希望能夠引起讀者的共鳴并帶來有意義的思考。
《中國密碼學(xué)發(fā)展報告(2011)》可供國內(nèi)從事密碼學(xué)和信息安全領(lǐng)域的研究人員參考，對了解和掌握密碼學(xué)最新發(fā)展動態(tài)有參考價值。

書籍目錄

2010年三大密碼會綜述(馬昌社 翁健)
RSA單向陷門函數(shù)的比特安全性(呂克偉)
公鑰廣播加密的發(fā)展現(xiàn)狀(張樂友 胡予濮)
白盒密碼研究綜述(林婷婷 來學(xué)嘉)
簽密體制研究進展(祝世雄 李發(fā)根 范佳 禹勇 許春香)
多重簽名、數(shù)字簽密與抗泄露密碼(李祥學(xué) 郁昱)
代理多簽名發(fā)展研究綜述(杜賀 王箭)
密鑰演化密碼研究進展(于佳 翁健)
基于量子計算的密碼體制安全性現(xiàn)狀(袁家斌 王箭 孫靜)

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    中國密碼學(xué)發(fā)展報告2011 PDF格式下載

---