通信学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (1): 66-75.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2017008

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NTRU格上高效的基于身份的全同态加密体制

段然1,2,顾纯祥1,2,祝跃飞1,郑永辉1,2,陈莉3   

  1. 1 信息工程大学四院,河南 郑州 450002
    2 数学工程与先进计算国家重点实验室,江苏 无锡 214125
    3 河南财经政法大学网络信息安全研究所,河南 郑州 450046
  • 修回日期:2016-12-19 出版日期:2017-01-01 发布日期:2017-01-23
  • 作者简介:段然(1989-),男,山西大同人,信息工程大学博士生,主要研究方向为格密码理论、全同态加密。|顾纯祥(1976-),男,安徽霍山人,信息工程大学教授、硕士生导师,主要研究方向为密码学。|祝跃飞(1962-),男,浙江杭州人,信息工程大学教授、博士生导师,主要研究方向为密码学、网络与信息安全。|郑永辉(1976-),男,江西乐平人,信息工程大学副教授,主要研究方向为密码学。|陈莉(1968-),女,江苏如皋人,河南财经政法大学教授,主要研究方向为信息安全理论与技术。
  • 基金资助:
    国家科技支撑计划基金资助项目(2012BAH47B01);国家自然科学基金资助项目(61170234);国家自然科学基金资助项目(61309007);国家自然科学基金资助项目(61502533);河南省科技创新杰出青年基金资助项目(134100510002);河南省基础与前沿技术研究基金资助项目(142300410002);河南省高校科技创新人才支持计划基金资助项目(13HASTIT043)

Efficient identity-based fully homomorphic encryption over NTRU

Ran DUAN1,2,Chun-xiang GU1,2,Yue-fei ZHU1,Yong-hui ZHENG1,2,Li CHEN3   

  1. 1 Fourth Department,PLA Information Engineering University,Zhengzhou 450002,China
    2 State Key Laboratory of Mathematical Engineering and Advanced Computing,Wuxi 214125,China
    3 Institute of Network Information Security,Henan University of Economics and Law,Zhengzhou 450046,China
  • Revised:2016-12-19 Online:2017-01-01 Published:2017-01-23
  • Supported by:
    The National Science & Technology Pillar Program(2012BAH47B01);The National Natural Science Foun-dation of China(61170234);The National Natural Science Foun-dation of China(61309007);The National Natural Science Foun-dation of China(61502533);Henan Sciences and Technology Innovation Talent Project(134100510002);Henan Foundation and Advanced Technology Research Project(142300410002);Henan University Science and Technology Innovation Talent Support Project(13HASTIT043)

摘要:

全同态加密是目前解决云计算网络数据隐私保护问题的最佳方案,但目前的体制的公钥尺寸普遍较大。首先,通过引入Kullback-Leibler散度的概念,构造一种NTRU格上的基于身份公钥的加密体制,参数分析表明体制具有较小的密钥和密文尺寸,实验数据表明体制具有较高的加解密效率。其次,利用近似特征向量技术,给出一种方法,将基于身份的公钥加密体制转换为基于身份的全同态加密体制,可以进一步减小密文尺寸。和现有体制相比,除了不需要计算密钥,实现真正意义上的基于身份特性以外,还减小了密钥和密文尺寸,提高了计算和传输效率。

关键词: 全同态加密, 基于身份加密, NTRU格, 随机谕示模型, 近似特征向量

Abstract:

Fully homomorphic encryption is the best solution for solving privacy concerns for data over cloud so far,while large public key size is a general shortcoming for existing schemes.First,by introducing the concept of Kullback-Leibler divergence,an identity-based public key scheme over NTRU lattice with modified ciphertext form was proposed.Analysis on parameter setting showed its small key size and ciphertext size,and experiments revealed its high computational efficiency.Second,with the idea of approximate eigenvector,an improved method to convert the scheme into an identity-based fully homomorphic encryption one was put forward to further reduce ciphertext size.Compared with existing schemes,the converted scheme not only abandons evaluation keys to make it fully identity-based,but also has smaller keys and ciphertext,which results in higher computational and transmission efficiency.

Key words: fully homomorphic encryption, identity-based encryption, NTRU lattice, random oracle model, approximate eigenvector

中图分类号: 

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