基于R-SIS和R-LWE构建的IBE加密方案

• 作者: 钱心缘 吴文渊
• 来源期刊: 计算机科学
• 关键词: 基于身份加密 格密码 环小整数解问题 环容错学习问题 分块复用技术 压缩技术 高斯采样
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 信息安全
• 页码范围: 315-323
• 页数: 9页
• 分类号: TP309
• 语种: 中文

摘要

格上基于身份的加密机制(Identity-Based Encryption,IBE)能够有效抵抗量子攻击,并且该机制将每个人的身份信息作为公钥,能够简化公钥基础设施(Public Key Infrastructure,PKI)对海量用户的公钥管理,这种加密机制是对传统PKI的改进,能够解决PKI在物联网环境下暴露的众多问题.然而,目前国内外学者提出的基于格的IBE方案大多比较笨重,并且实现的方案很少.针对上述问题,提出了一种基于R-SIS以及R-LWE困难问题的IND-sID-CPA安全的IBE低膨胀率方案.首先,提出了分块复用技术,通过重用占存储空间较大的辅助解密密文块,极大地降低了密文膨胀率并提高了加密效率.然后,利用了Kyber提出的压缩算法并引入明文扩张参数,对以上两个参数指标进行进一步优化.通过严格的理论推导分析了所提方案的安全性、正确性和计算复杂度,利用数值实验给出了该方案在3种场景下的较优参数取值.最后,通过C++程序实现新方案,对比了所提方案与BFRS18方案在3种场景下的性能.实验结果表明,该方案在保证正确性和安全性的同时,有效提高了原方案的加解密效率,降低了密文膨胀率.