申请/专利权人：中国人民武装警察部队海警学院

申请日：2019-09-24

公开（公告）日：2020-10-23

公开（公告）号：CN111817853A

主分类号：H04L9/32(20060101)

分类号：H04L9/32(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.06.24#授权;2020.11.10#实质审查的生效;2020.10.23#公开

摘要：本发明公开了一种后量子安全的签密算法，包括以下步骤：A、系统设置Setup1n；B、密钥生成算法KeyGen1n,PP；C、签密算法Signcryptmsg∈{0,1}l,sks,pkr；D、解签密算法UnsigncryptC,skr,pks，本发明构造通用单向哈希函数，将中的元素映射为Rq中的向量。本发明引入封装的思想，结合划分partitioning技术、盆景树技术和调和技术实现CCA2安全性，利用变色龙哈希函数封闭猜测confinedguessing技术实现EUF‑ACMA安全性。

主权项：1.一种后量子安全的签密算法，其特征在于：包括以下步骤：S1、系统设置setup1n：设1n为安全参数，生成系统参数PP如下：1奇素数q满足q≡3mod8，m＝2k，κ≥2，Φmx＝xm2+1是m阶分圆多项式，设设其中，是整数集合，是变量为x且系数取自的多项式环；是模m阶分圆多项式Φmx＝xm2+1生成的整系数多项式环；是模m阶分圆多项式和模q生成的多项式环；对于向量表示一种代数结构，称为模格；其中*是一种特殊乘法运算，具体运算如下：2随机选取其中l＝On，随机选取u，d∈Rq；取b＝2，定义矩阵 其中，是一种代数结构，它包含的元素是向量，向量的维数是m，向量的每个分量取自多项式环Rq；也是一种代数结构，它包含的元素是向量，向量的维数是向量的每个分量取自多项式环Rq；在中选取3+l个向量从多项式环中取出的多项式u；从中取出的向量d，它的每个分量是Rq中的元素；gb＝[1|b|…|bm-1]是一个m维向量，分量依次为1，b，…，bm-1；表示行数为n，列数为主对角线上元素为gb的一个矩阵；在这里，我们设置b＝2；3是通用单向哈希函数；ρsx＝exp-π||x||2s2表示标准n维高斯分布，中心为0，方差为s；对于模格L，s＞0，模格上离散高斯分布表示为对于关于变量x的多项式环R，表示多项式的分布，其中系数向量a0，a1，...，an-1服从离散高斯分布DL，s抽样；表示m维向量，其每个分量服从分布{0，1}*表示任意长度的比特向量的集合；该通用单向哈希函数是将任意长度比特向量和一个中的向量杂凑，生成中一个向量，这个向量的每个分量服从离散高斯分布4H2：{0，1}*→{0，1}L是逐对独立哈希函数；其中，H2：{0，1}*→{0，1}l是一种哈希函数，输入任意长度比特向量，输出长度为l的比特向量；5是通用单向哈希函数，具体构造如下：设设1计算·2q，2是交错凑整函数，把上的元素作用到中的元素，具体操作是是模2凑整函数，如果x∈I0∪I1，则否则，定义调和函数为对于奇数q，定义随机化函数其中是随机向量，并且分别以12，14，14的概率取0，1，-1； 是对于向量用随机化函数作用于它的每个分量，然后用模2凑整函数作用，得到的向量；2计算φ是系数嵌入，它将多项式环R中的元素映射为向量a0，a1，...，an-1；其实是将多项式的系数取出，按照顺序排成序列，作为一个系数向量；是对于向量用随机化函数作用于它的每个分量，然后用模2凑整函数作用，最后用系数嵌入，得到的向量，再和随机比特向量做水平方向连接，得到的新比特向量；3不妨设b′∈{0，1}k′；随机取b0，bi，j←RRq，i，j∈[d]×[k′1d]，计算哈希函数 其中，是确定多项式时间算法，输入u∈Rq，输出满足gbP＝u； 是同态计算函数，其实是一种迭代算法：当d＝1时，输出当d＝2，其中输入输出向量α，该向量满足所以，其中向量α，该向量满足依次类推，迭代计算这个同态计算函数；6变色龙哈希函数公布公钥保密私钥其中是格的陷门基；函数输入输出符号表示一个映射，其将多项式ax∈R映射成中的矩阵，第i行向量为是用映射作用于矩阵的每个表元，实质是把每个表元多项式ax∈R映射成中的矩阵，那么从整体上看，就是一个mn×mn阶矩阵；这一步中，先调用陷门基生成算法TrapGen生成格的陷门基是变色龙哈希函数的公钥，这是向量和向量的水平方向连接；是变色龙哈希函数的私钥，具体是一个m×m阶矩阵，其中所有的表元取自多项式环Rq；变色龙哈希函数输入计算因为是中的m维向量，h是离散高斯分布上抽样得到的m维向量，这里的计算是将两个m维向量对应的分量相乘得到m个多项式环Rq中的多项式，然后把这m个多项式环Rq中的多项式相加，得到多项式环Rq中的一个多项式，记作β；同理，因为是中的m维向量，s1是离散高斯分布上抽样得到的m维向量，这里的计算是将两个m维向量对应的分量相乘得到m个多项式环Rq中的多项式，然后把这m个多项式环Rq中的多项式相加，得到多项式环Rq中的一个多项式，记作γ；最后计算β+γ；7高级对称加密算法AES算法∑＝EK，DKEK表示高级对称加密算法的加密部分，DK表示高级对称加密算法的解密部分；S2、密钥生成KeyGen1n，PP；输入安全参数n和系统生成的参数PP，输出签密方的公私钥、解签密方的公私钥；S3、签密Signcryptmsg∈{0，1}l，sks，pkr；输入要签密的消息msg、签密方的私钥sks、解签密方的公钥pkr，输出签密密文；S4、解签密UnsigncryptC，skr，pks；输入密文、解签密方私钥skr、签密方的公钥pks，输出被签密的消息。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民武装警察部队海警学院 一种后量子安全的签密算法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD