保持结构的加密研究

The combination of structure preserving cryptographic primitive and Groth-Sahai proof system can be used to efficiently construct modular algorithms and protocols in the standard model, which not only can provide a comprehensible conceptual framework, but also can obtain efficient and secure implementations. The existing research in structure preserving encryption lacks solutions that can be constructed based on various mechanisms or that are able to fulfill requirements of various scenarios This project will study structure preserving encryption including (1) the research of structure preserving encryption using structure preserving one-time signature, structure preserving trapdoor commitment, new structure preserving smooth projective hash function, new hash function and bilinear randomization technology, (2) the research of other cryptographic algorithms and protocols, e.g. group signature, using structure preserving linear and homomorphic one-time signature, new linear and homomorphic structure preserving smooth project hash function, structure preserving encryption and its variants. The fruits of this project on structure preserving encryption algorithms and protocols will promote and enrich the traditional cryptosystem. This project is of great significance in both theory and practice.

保持结构的密码原语与Groth-Sahai证明系统相结合可以高效地构造标准模型下模块化的算法和协议，不仅能提供易于理解的概念框架，而且可获得高效、安全的具体方案。目前保持结构的加密研究缺乏基于不同构造机制和满足不同场景需求的方案。本项目拟研究保持结构的加密，内容包括：(1) 利用保持结构的一次签名，保持结构的限门承诺，新型保持结构的平滑哈希函数，新型哈希函数，双线性对随机化技术，研究保持结构的加密。(2) 利用线性同态保持结构的一次签名、新型保持结构线性同态的平滑哈希函数， 保持结构的加密及变型研究其它密码算法和协议，例如群签名等。本项目研究保持结构加密算法和协议的成果将推广和丰富传统密码方案，选题具有重要的理论意义和实用价值。

保持结构的密码原语与Groth-Sahai证明系统相结合可以高效地构造标准模型下模块化的算法和协议，从而提供易于理解的概念框架并获得高效安全的具体方案，已经受到了研究人员的广泛关注。本项目对可搜索加密中的可验证性质和基于群组的可搜索加密开展了研究，这为继续研究保持结构加密中的可验证性质及其在用户群场景中的应用进行了十分有意义的前期探索。主要研究内容包括:.1.对可验证的可搜索加密进行了研究。构造了一个明文可验证检查的加密，当测试明文为真时，可验证测试密文的一致性。还构造了一个标准模型下更强安全性的明文可检查加密，在满足密文可验证性质的同时能达到unlink-cca安全性。.2. 对基于群组的可搜索加密进行了研究。构造了基于群组的等值测试加密。该群组机制能实现用户的动态加入，且测试者能仅对一个群组中用户的密文进行判断，因而能有效地抵抗等值测试公钥加密中的消息恢复攻击。还构造了基于群组的身份基等值测试加密，从而可减轻在传统公钥加密中对证书的管理开销。.项目执行1年期间发表期刊论文3篇，会议论文3篇，共计论文6篇。其中第一/通讯作者身份发表论文4篇：SCI 一区检索1篇，CCF C类会议1篇，密码学会推荐C类会议2篇。培养在读研究生4名，申请国家发明专利2项，申请并授权计算机软件著作权2项。项目达到了预期研究目标。