具有关键词搜索性质的代理重加密研究

Proxy re-encryption with keyword search have applications in digital rights management, outsourced filtering of encrypted spam and distributed file storage systems. The efficiency and security are key issues in proxy re-encryption with keyword search scheme. The research will study the design and analysis theroy of proxy re-encryption with keyword search from the perspective of provably secure in the standard model. Firstly, the research will slove the problem of using secure channel when the delegator transimits the keyword's trapdoor. Secondly, we will give the defintion of trapdoor indistinguishability and show if the relationship of trapdoor indistinguishability and offline keyword guessing attack. Thirdly, we will improve the efficiency of proxy re-encryption with keyword search by reducing the cryptography primitive. Finally, we will adopt some techniques in the generation of trapdoor so that the proxy re-encryption with keyword search scheme will be proved CCA-secure in the standard model.

具有关键词搜索性质的代理重加密有重要的应用价值，有效地应用在解决数字版权管理、加密的垃圾邮件外包过滤、安全的文件系统等数字化业务中。效率和安全性问题是具有关键词搜索性质的代理重加密中的关键问题。本研究拟从在标准模型下可证明安全的角度出发研究具有关键词搜索性质的代理重加密方案的设计与分析理论，我们将首先解决关键词的陷门传输不使用安全信道问题；通过引入陷门不可区分性的定义，拟研究陷门不可区分性和离线关键词猜测攻击之间的关系；通过减少使用密码本原（如一次性强不可伪造签名）提高具有关键词搜索性质的代理重加密方案的效率；在陷门的产生中采用一些技巧，使得所构造的方案在抵制适应性选择关键词攻击证明中只需要hash函数具备免碰撞性，从而在标准模型下可证明抵制适应性选择关键词攻击安全。

带关键字搜索性质的代理重加密有重要的应用价值，有效地应用在安全云存储上、加密的垃圾邮件外包过滤以及安全的文件系统等数字化业务中。在项目研究过程中，围绕具有关键字搜索性质的代理重加密等内容开展了研究，做出如下成果：（1）主要针对Information Science 2013中Fang等提出的带关键字搜索的公钥加密方案，他们通过引入了Waters的IBE方案来抵制关键字猜测攻击，但是这样使得所构造的方案公开参数很大。而我们通过将陷门的生成随机化，使得方案也能够抵制关键字猜测攻击，而且公开参数降低94%.而且本方案不使用强不可伪造一次性签名方案，从而使得该方案更加有效；（2）给出了指定检验者的具有关键字搜索性质的代理重加密(dPRES)的定义和安全模型，且构造出了一个在适应性合谋模型下可证明抵制选择关键字攻击和选择密文攻击的dPRES方案；（3）构造了一个标准模型下安全的带关键字搜索加密方案，且将其应用在云存储上。共发表学术论文12篇，申请软件著作权登记3项，培养硕士生9名。可见，研究内容不仅涵盖了全部研究工作计划，且在对带关键字搜索加密方案在安全云存储上也进行了深入的研究。因此，项目研究工作按计划执行且执行情况良好，课题组完成了任务书中规定的各项考核指标。