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第1章 绪论1

1.1 研究动机与目标1

1.2 抗敏感信息泄露安全概述3

1.3 泄露模型4

1.4 研究现状与进展6

1.5 抗泄露密码体制应用10

1.6 本书内容组织11

第2章 基础知识与泄露函数12

2.1 信息熵与计算复杂度12

2.1.1 多项式算法与复杂度12

2.1.2 信息熵及扩展抗泄露性13

2.1.3 计算不可区分性16

2.1.4 统计距离与统计不可区分性16

2.2 随机提取器19

2.2.1 提取器与强提取器19

2.2.2 二源提取器20

2.3 泛函哈希20

2.3.1 泛函哈希定义与分类20

2.3.2 剩余哈希引理21

2.3.3 强提取器构造22

2.4 抗连续泄露线性代数空间25

2.4.1 代数空间及性质25

2.4.2 代数空间定理及抗泄露性25

2.5 密码工具与数论假设27

2.5.1 双线性映射27

2.5.2 合数阶双线性群28

2.5.3 数论假设30

2.5.4 非交互零知识31

2.5.5 Groth-Sahai线性等式证明系统32

2.5.6 认证码33

2.5.7 封装机制34

2.6 泄露函数34

2.6.1 内存泄露36

2.6.2 噪声泄露36

2.6.3 辅助输入泄露37

2.6.4 有界泄露与辅助输入泄露的关系37

2.6.5 连续泄露37

2.6.6 抗泄露单向函数38

2.6.7 无界泄露38

2.6.8 有界检索模型39

2.7 侧信道攻击与一般化泄露模型39

本章小结39

第3章 抗泄露哈希证明系统41

3.1 哈希证明系统概述41

3.2 通用投影哈希族42

3.3 哈希证明系统模型与构造43

3.3.1 HPS模型与定义43

3.3.2 1-HPS泛函哈希证明系统46

3.3.3 抗泄露1类HPS47

3.3.4 2-HPS泛函哈希证明系统48

3.3.5 ElGamal语言上密文检测性HPS50

3.3.6 抗泄露可提取HPS50

3.4 通用语言上加密体制框架51

3.4.1 不可区分性语言51

3.4.2 弱密钥泄露攻击51

3.4.3 非适应弱密钥泄露加密方案构造52

3.5 身份基哈希证明系统53

3.5.1 IB-HPS模型与性质54

3.5.2 典型IB-HPS-KEM构造55

3.5.3 抗弱泄露IBE方案57

3.6 格上属性基HPS及抗泄露加密58

3.6.1 格及其难题假设58

3.6.2 属性编码函数及矩阵60

3.6.3 抗泄露属性基哈希证明系统性质60

3.6.4 AB-HPS-KEM构造及应用61

3.6.5 方案扩展63

3.6.6 性能比较分析65

本章小结66

第4章 有界泄露公钥加密67

4.1 问题提出67

4.2 有界弹性泄露模型70

4.3 基于HPS弹性泄露公钥加密72

4.3.1 2类哈希证明系统的CCA安全公钥密码体制72

4.3.2 公钥加密系统的抗泄露性74

4.4 泄露提取HPS78

4.4.1 泄露提取HPS的直接构造78

4.4.2 扩展1类HPS构建泄露提取HPS80

4.4.3 两种构造方法分析比较80

4.5 Naor-Segev实例化81

4.6 基于DLIN假设的构造82

4.7 循环安全的BHHO构造85

4.8 提高泄露率的方法89

4.8.1 LR-CPA安全的高泄露率89

4.8.2 达到高泄露率的Naor-Yung技术方案89

4.8.3 Cramer-Shoup变种90

4.8.4 提高泄露率的Naor-Segev方案改进91

4.8.5 抗泄露平衡优化92

4.8.6 一般性Kurosawa-Desmedt模型94

4.9 改进性能95

4.9.1 提高明文空间95

4.9.2 降低密钥长度96

4.9.3 计算代价／存储空间与抗泄露性能97

4.10 抗泄露安全性形式化证明99

4.11 约束CCA抗泄露安全方案104

4.12 挑战后泄露106

4.13 随机数泄露107

4.13.1 公钥生成前的随机数泄露107

4.13.2 后验随机数泄露109

4.13.3 前向安全的有状态抗泄露110

4.14 错密钥检测113

本章小结114

第5章 抗泄露身份基类加密体制115

5.1 身份基类加密体制抗泄露性115

5.2 无须提取器的类格抗泄露IBE116

5.2.1 系统配置116

5.2.2 密钥计算方法118

5.2.3 预言机应答118

5.3 容忍大泄露内积加密119

5.4 双系统加密体制120

5.5 空间加密体制的抗泄露性121

5.5.1 仿射空间与空间加密121

5.5.2 双态仿射空间抗泄露加密体制语义及安全模型122

5.5.3 双态仿射空间加密方案构造125

5.5.4 解密一致性与密钥委托正确性128

5.5.5 委托路径独立性与密钥更新129

5.5.6 抗泄露安全性形式化证明130

5.5.7 泄露性能评估137

5.6 弹性泄露安全的通配模板委托加密机制139

5.6.1 通配模板及委托140

5.6.2 弹性泄露通配模板委托加密模型141

5.6.3 设计思路143

5.6.4 GWIBE具体构造与设计144

5.6.5 安全性分析147

5.6.6 系统性能评价149

5.6.7 模板弹性泄露安全的应用案例152

本章小结153

第6章 辅助输入泄露154

6.1 辅助输入泄露模型及工具154

6.1.1 不可逆工具155

6.1.2 弱辅助输入泄露公钥加密156

6.2 抗辅助输入公钥加密157

6.2.1 抗辅助输入加密模型及构造157

6.2.2 泄露之间的关系158

6.3 抗辅助输入泄露属性基加密159

6.3.1 访问结构与最小集159

6.3.2 方案构造160

6.3.3 随机数不可逆泄露162

6.4 抗泄露有损陷门函数及应用163

6.4.1 可更新有损限门函数164

6.4.2 ULTF构造抗连续泄露方案164

6.4.3 CLR-LTF应用于抗泄露加密167

6.5 KDM/RDM168

本章小结168

第7章 抗泄露计算及隐私保护自动机推理169

7.1 强抗泄露秘密共享169

7.1.1 秘密共享同态性169

7.1.2 秘密强抗泄露性170

7.1.3 强抗泄露秘密共享方案构造170

7.1.4 抗泄露性能171

7.2 抗泄露签名体制173

7.2.1 数字签名模型及安全性173

7.2.2 有界内存泄露签名体制173

7.2.3 抗密钥泄露签名方案构造174

7.3 隐私保护有限状态自动机策略函数加密177

7.3.1 状态机概述178

7.3.2 确定型有限状态自动机加密体制180

7.3.3 方案构造181

7.3.4 带负载的有限状态自动机策略加密184

7.3.5 进一步讨论184

7.3.6 方案性能及比较185

7.3.7 隐私保护有限状态自动机应用实例186

本章小结188

附录 符号参照表189

参考文献192

后记197