传感器网络中基于格密码的同态聚合签名研究

在传感器网络中，数据聚合与网络编码分别是优化感知数据采集与广播通信过程的关键技术。然而，关键技术的应用给数据认证机制的研究带来了挑战：前者要求后者至少能对输入消息张成子空间内的任意元素进行认证，即新的认证方案要兼顾消息秘密同态与签名聚合。同时由于网络资源受限，无论是从计算效率还是签名长度考虑，格密码中的签名方案将优于经典密码中的签名方案。本项目将基于格密码体制，提出格上同态聚合签名思想，构造并实现同态聚合签名方案，分析并改善方案的安全性与效率；论证格上同态聚合签名方案对传感器网络的适用性，以及对感知数据聚合与编码网络广播通信的保障性；基于同态聚合签名方案，进一步构造传感器网络数据聚合认证方案与传感器编码网络广播认证方案。对格上同态属性与聚合签名进行研究，有助于格密码体制的发展与密码学的功能增强，特别有助于传感器网络中一类安全性问题的解决。

本项目基于传感器网络的通信模式与数据特征，主要对格密码、属性基加密及量子密码等内容进行了深入研究，分析了格密码体制的同态属性，平衡了消息同态与签名聚合，构造了基于格的完全聚合签名方案、线性同态加密方案、属性基加密方案及基于量子计算的隐私保护协议、完全同态加密方案等。取得了一些了有特色的创新性成果，已发表论文19篇，其中SCI检索10篇，EI检索4篇；申请相关发明专利5项；培养博士研究生3名，硕士研究生6名；组织、邀请专家或参加相关学术会议共30人次。本项目深入地研究了格密码体制及其在传感器网络中的应用，有效地解决了传感器网络中的相关安全问题；同时将隐私同态技术发展至属性基加密，将对后量子格密码的研究推广至量子计算，将对传感器网络的保障技术扩展至云计算安全保护。