组合公钥密码体制的设计与安全性分析

The combined security of public key cryptosystems is one of the most important problem in practical cryptographic application. It is also a basic scientific question in cryptographic research. This project aims to investigate the design and security of combined public key cryptosystems according to the public key authentication methods. Specifically, we investigate the combined security and construction for encryption, signature, signcryption and key establishment in public key infrastructure (PKI) setting. We discuss the combined security and construction for encryption, signature, signcryption and key establishment in identity-based setting. We also investigate the combined security and construction for encryption, signature, signcryption and key establishment in certificateless setting. This project emphasizes the innovation from source and is expected to achieve breakthroughs in the combined security in PKI-based cryptosystems, the combined security in identity-based cryptosystems and the combined security in certificateless cryptosystems. We expect to get the security criterion and design rule for combined public key cryptosystems. The innovative study of this project will find further the work principle of public key cryptosystems and provide a theoretical basis and technical support for the actual cryptographic applications. Therefore, this project has important scientific significance, academic value and practical value.

公钥密码体制的组合安全性是密码体制在应用时最应该考虑的问题之一，是密码学研究的基本科学问题。本项目以公钥认证方法为线索，研究组合公钥密码体制的设计与安全性。具体内容包括：研究在公钥基础设施(PKI)环境中，加密体制、签名体制、签密体制和密钥建立体制的组合安全性及其构造方法；讨论在基于身份的环境中，加密体制、签名体制、签密体制和密钥建立体制的组合安全性及其构造方法；探索在无证书环境中，加密体制、签名体制、签密体制和密钥建立体制的组合安全性及其构造方法。本项目注重源头创新，有望在基于PKI的密码体制的组合安全性、基于身份的密码体制的组合安全性和无证书密码体制的组合安全性三方面取得一定突破，得到组合公钥密码体制的安全性标准和设计准则。本项目的创新研究将进一步发现公钥密码体制的工作原理，为实际的密码应用提供理论基础和技术保障。因此，本项目具有重要的科学意义、学术价值和应用价值。

组合公钥密码体制在计算成本和存储开销方面具有重要优势，是密码学研究的基本科学问题。本项目以公钥认证方法为线索，研究了组合公钥密码体制的设计与安全性，包括加密和签名两种密码原语的组合公钥密码体制、加密、签名和签密三种密码原语的组合公钥密码体制、组合公钥密码体制在智能电网、无线传感器网络等方面的应用、签密体制在公钥基础设施环境、基于身份环境和无证书环境中的异构设计与安全性、可否认认证和可否认认证加密体制的设计与安全性等。针对这些研究问题，我们分析了国内外现有的体制和证明方法，提出了自己的新体制或者改进体制，在高质量的国际、国内期刊和会议上发表了相应的论文。本项目的研究形成了一套组合公钥密码体制的设计理论，发现了组合公钥密码体制的构造原理与方法，为以后的组合公钥密码体制研究提供了理论支持。研究成果在资源受限的环境中具有重要的应用价值。