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题名:
有限自动机密码体制及其应用研究
作者: 韩小西
答辩日期: 2007-01-13
授予单位: 中国科学院软件研究所
授予地点: 软件研究所
学位: 博士
关键词: 有限自动机 ; 弱(可)逆有限自动机 ; 数字签名 ; 前向安全 ; 同时签名
摘要: 目前公钥密码大都基于大整数因子分解、离散对数问题等有限域上的数学难题,数学理论基础较窄,一旦理论上得到突破, 将面临很大威胁, 有必要在更广泛的理论基础上探讨公钥体制的实现。公钥密码面临的另一突出问题是:由于涉及指数、对数等复杂数学运算,其处理速度慢,为了提速,不得不添加模乘加速器等辅助硬件,限制了其应用。同时,随着数字化浪潮的不断推进,保密和认证等安全需求迅速向控制指令有效保护、设备间的强认证等低端扩展,此类应用涉及数量特别巨大、使用低端控制器的设备,目前的公钥密码难于实现或不能满足实时性要求,有必要寻找满足此类需求的公钥密码。有限自动机密码可以只涉及一些基本逻辑运算,运行速度快,实现简单,可适用于不同的平台,尤其适合在低端平台的高效实现,似乎是这样的选择之一。对其进行研究和应用具有重要的现实意义。本文的研究工作围绕着有限自动机密码及其应用展开,取得如下成果: (一) 探讨了弱可逆有限自动机的延迟元分解,给出了延迟元的一些性质,对一个相关引理的证明进行了简化并构造出不能分 解出延迟元的弱可逆有限自动机实例。 (二) 对有限自动机公开钥密码体制(FAPKC)的性能和安全性进行了分析,证明了FAPKC加密签名混合使用,即具有关联关系的同一对密钥既用于加密又用于签 名并不损害系统的安全性。 (三) 对FAPKC进行了扩展,提出了基于有限自动机的三种安全方案并对其安全性进行了分析。以FAPKC为基础,给出了一种前向安全数字签名方案,该方案不仅保持了$FAPKC$的优点:运算速度快,算法易于实现,密钥大小适中,而且密钥更新也简单快捷;提出了一种基于有限自动机签名体制的同时签名方案,该方案满足同时签名的安全性要求, 即正确性、不可伪造性、模糊性和公平性;在有限自动机单钥密码的基础上提出了具有认证功能的加密方案。 (四) 对有限自动机密码在不同平台上的实现进行了分析并探讨了体现FAPKC特点的几个典型的应用,分别是在IC卡和嵌入式系统中的应用及分析。利用纳税流程的特殊性,提出了一种新的基于AADS的安全高效电子纳税模型。该模型既不需要纳税人证书,也不需要税务局证书,且提供感敏感信息的加密,弥补了AADS的缺点。同时,该模型还大大地减轻了税务局的通信和计算负担,使得税务局可处理更多的纳税申报业务。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.iscas.ac.cn/handle/311060/5562
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韩小西. 有限自动机密码体制及其应用研究[D]. 软件研究所. 中国科学院软件研究所. 2007-01-13.
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