一種抗擊量子計算攻擊的第三方移動支付加密模型的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及移動智能的終端的普及，移動支付成為越來越流行的支付方式，與此同時，移動支付領(lǐng)域也成為網(wǎng)絡(luò)犯罪的重災(zāi)區(qū)。另一方面，隨著shor量子算法的問世以及量子計算機的快速發(fā)展，針對傳統(tǒng)加密算法RSA、ECC的威脅越來越大，加上計算性能的提高，導(dǎo)致了應(yīng)用于移動終端的低安全級別的公鑰加密算法不再安全。
　　針對上述問題，本文引入了NTRU算法作為研究基礎(chǔ)。NTRU不僅計算速度快，而且可以有效抗擊shor等量子計算攻擊，

2、被廣泛認為是最有希望替代ECC的新一代加密算法。但是NTRU也具有難以克服的缺點：1.存在加解密出錯的情況；2.缺乏有效的簽名算法。本文致力于改進上述兩個難題，并將改進后的成果應(yīng)用于移動支付領(lǐng)域，設(shè)計了首個基于 NTRU的移動支付加密方案并實現(xiàn)了原型系統(tǒng)。在提高了加解密速度的同時將現(xiàn)有移動領(lǐng)域的安全性提高到了可抗擊量子計算攻擊的強度。
　　本文的貢獻在于：
　　1、提出了NTRU參數(shù)限制條件，確保NTRU解密正確。理論上縮小

3、了密鑰空間，降低了算法的安全性，但是本文通過嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明了該參數(shù)限制條件可以保證最大強度地抗擊窮舉攻擊。實驗結(jié)果顯示該參數(shù)限制條件對算法的性能影響微乎其微。
　　2、改進了NTRU類簽名算法的設(shè)計。針對 NSS類簽名算法私鑰信息泄露問題以及NTRUMLS簽名算法生成合理簽名值概率較低的問題，在NTRUMLS算法的基礎(chǔ)上，通過提高參數(shù)q的值以及在簽名階段增加了滿足合理簽名要求的驗證條件(s,t)=(sp,tp)(modp)提出

4、了NTRUMLS的改進方案NTRU-MPS。實現(xiàn)結(jié)果表明NTRU-MPS在保證安全的條件下可以有效提高生成有效簽值概率并大大降低簽名時間，同時避免無效簽名的傳播。然而提高參數(shù)q的值會一定程度增加計算量且會對參數(shù)選擇有一定的限制。
　　3、將NTRU-M算法以及NTRU-MPS簽名算法應(yīng)用于WPKI技術(shù)，提出適用于移動支付領(lǐng)域的的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施NTRU-WPKI。
　　4、最后基于NTRU-WPKI數(shù)字證書，應(yīng)用AES算法以及哈

5、希鏈技術(shù)提出一種移動支付加密方案。原型系統(tǒng)的實驗結(jié)果分析表明：該方案加解密速度至少比基于WPKI移動支付加密模型快1個數(shù)量級、可以有效抵抗量子攻擊、滿足快速認證的要求，但是大大增加了密鑰尺寸。
　　本文的創(chuàng)新性在于：
　　1、針對移動支付的特點，采用哈希鏈實現(xiàn)快速認證。
　　2、將基于NTRU格的公鑰加密算法和簽名算法首次應(yīng)用于WPKI中，并基于NTRU-WPKI的數(shù)字證書，設(shè)計了一種具有抗量子計算攻擊，高效率的移動支