格上基于身份哈希证明系统的新型构造

来源：软件学报杂志2018年第7期北京时间：

作者：来齐齐,杨波,陈原,韩露露,白健

单位：来齐齐，陕西师范大学 计算机科学学院, 陕西 西安 710119;保密通信重点实验室, 四川 成都 61004111,杨波，陕西师范大学 计算机科学学院, 陕西 西安 71011902,陈原，综合业务网理论及关键技术国家重点实验室(西安电子科技大学), 陕西 西安 71007103,韩露露，陕西师范大学 计算机科学学院, 陕西 西安 71011904,白健，保密通信重点实验室, 四川 成都 61004105

摘要：隐私保护是当前大数据信息时代所亟待解决的重要安全问题之一.而密码学是实现对内容和身份等隐私信息进行有效保护的关键理论和技术基础.基于身份的哈希证明系统（identity-based hash proof system）是一个基本的密码学原型，能够用来构造多种对隐私信息进行保护的密码方案.通过分析得知，已有基于格的基于身份哈希证明系统的密文尺寸较大，会对所构造密码方案的效率产生较大的影响.如何降低格上的基于身份哈希证明系统的密文尺寸，是一个有意义的研究问题.为此，首先基于标准带错误学习（learning with errors，简记为LWE）困难假设，在标准模型下构造了一个新的哈希证明系统，并利用随机格上离散高斯分布与光滑参数的性质，证明其是光滑的（smooth）；再在随机谕言机（random oracle）的作用下，利用Gentry等人所提出的原像抽样函数提取身份私钥，从而得到一个光滑并且密文尺寸较小的基于身份的哈希证明系统.作为对所构造的新型哈希证明系统的扩展，在标准模型下提出一个可更新的哈希证明系统.最后，详细分析所提出的新型构造的效率，并与已有相关构造进行对比.

关键词：隐私保护;哈希证明系统;格;基于身份;可更新

基金资助：国家自然科学基金（61402353，61572303，61772326）；中央高校基本科研业务费（GK201603084，GK201702004）；国家重点研发计划（2017YFB0802003，2017YFB0802004）；中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室开放课题（2017-MS-03）；“十三五”国家密码发展基金（MMJJ20170216）