秘密共享理论及相关应用地研究.pdf

Research on Secret Sharing Theory and its Applications A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Docter ‘s Degree of Engineering By Hu Chunqiang Supervised by Prof. Liao Xiaofeng Specialty: Computer Science and Technology College of Computer Science of Chongqing University, Chongqing, China April 20 13 中文摘要 摘 要 近年来，由于网络环境自身的问题，网络环境已存在严峻的安全隐患；为了 避免由于网络中重要信息和秘密数据的丢失、毁灭以及被不法分子利用或恶意篡 改，而无法恢复原始信息，研究者提出利用秘密共享机制对数据进行处理，从而 达到必威体育官网网址通信中，不会因为数据的丢失、毁灭或篡改，而无法恢复原始信息的目 的。从而吸引了越来越多的科研人员对该研究内容的关注。秘密共享体制已经成 为现代密码学的一个重要的研究领域，同时，它也成为信息安全中的重要的研究 内容。 论文着重研究了秘密共享理论及其在相关领域中的应用。首先，对秘密共享 体制的研究背景、研究现状进行简要的介绍，并概述了其在相关领域中的应用研 究；其次，设计了安全有效的可验证的共享秘密体制。同时，结合身体区域网络 (Body Area Networks，简称BANs) 的特点，基于秘密共享体制，构造了解决身体区 域网的安全有效的基于模糊属性的签密算法和安全通信协议。此外，将秘密共享 体制应用到图像中，有效的解决了图像中的相关问题。最后，论文为秘密共享机 制在相关领域中得到应用，同时我们也指出了未来的研究方向。具体来说，本论 文主要的研究内容如下： ① 简单回顾了秘密共享体制的研究背景和现状及其在相应领域中的应用，对 秘密共享中涉及到的数学知识及其本论文用的相关知识进行了简单介绍。接着， 论文设计了两个可验证的多秘密共享方案——基于 LFSR 的可验证的多秘密共享 方案。分发者无需对参与者分发秘密份额，所有的秘密份额，可由参与者自己生 成。并且参与者之间可以相互验证，因此该方案可以抵制共谋攻击等攻击方法。 ② 身体区域网络是新兴的研究领域，对病人和战争中士兵的健康进行监控中 起着关键的作用。由于身体区域网络的特殊性，具有不同角色的用户对BAN 数据 有不同的访问权限，结合该特点，将秘密共享体制应用到Body Area Networks 中， 设计构造了安全有效的基于模糊属性的签密算法。并从理论上，证明了算法的可 行性和正确性，同时对其安全性进行了分析，并对性能进行了评估。 ③ 由于在身体区域网络中，主要考虑BAN 内部设备(传感器)之间的通信和内 部传感器与外部设备或用户之间的通信，而BAN 中传感器具有很低的计算能力。 因此如何设计构造合理的通信协议、建立内部传感器与用户之间、内部传感器、 数据中心和外部设备之间安全通信是一个难题。结合秘密共享特点及其相关的密 码体制，论文设计了两个协议以分别确保内部传感器之间、内部传感器与外部设 备之间的安全通信。 I 重庆大学博士学位论文 ④ 图像的安全问题成为其网络传输过程中亟待解决的问题。图像传输过程 中，存在部分图像信息的丢失、毁坏或被盗等。而采用加密的方式虽能保证图像 信息的安全，但是不能保证缺失部分加密图像的信息，则无法恢复原始图像，而 秘密共享体制可以解决该问