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A Survey of Identity-Based Encryption
- 1. IBE发展现状
关志
Guanzhi@infosec.pku.edu.cn
2007年7月24日
2007-7-24 Identity Based Encryption 1
- 2. 四个基本的IBE体制
Boneh-Franklin IBE 2001
Cocks IBE 2001
Boneh-Boyen IBE 2004
Heng-Kurosawa IBE 2004
2007-7-24 Identity Based Encryption 2
- 3. IBE的扩展
层次IBE
支持通配符的IBE
模糊IBE
…
2007-7-24 Identity Based Encryption 3
- 4. IBE体制
IBE体制由四个部分构成
系统建立：生成公开系统参数和主密钥
私钥生成：由用户标识和主密钥导出用户私钥
加密：由用户标识加密
解密：由用户私钥解密
2007-7-24 Identity Based Encryption 4
- 5. Pairing基本概念
Pairing（双线性映射）e: G1×G1 →G2，#G1=# G2 =p。
满足如下性质：
双线性（Bilinearity）
<aP, bQ> = <aP, Q>b=<P, bQ>a=<P, Q>ab
非退化（Non-degenerate）
对于任意P和Q，不全都映射到的单位元上
运算效率满足应用需求。
2007-7-24 Identity Based Encryption 5
- 6. Pairing的进展
新的Pairing类型
Weil Pairing
Tate Pairing
Ate Pairing
新的适用于Pairing的椭圆曲线
超奇异椭圆曲线
MNT椭圆曲线
2007-7-24 Identity Based Encryption 6
- 7. Pairing 密码基础
Pairing和离散对数问题的相似性
<aP, Q>b=<P, bQ>a =<P, Q>ab
(ga)b = (gb)a = gab
由Pairing构造的Diffie-Hellman密钥交换
P,Q为G1上的公开点，A (a, aP)，B (b, bP)
A发送aP给B
B发送bP给A
A计算共享密钥<bP, Q>a =(<P, Q>b) a =<P, Q>ab
B计算共享密钥<aP, Q>b =(<P, Q>a) b =<P, Q>ab
2007-7-24 Identity Based Encryption 7
- 8. Boneh-Franklin IBE
系统主密钥：整数s
公开的参数：椭圆曲线点sP,
接收方私钥：椭圆曲线点sQID
接收方公钥：QID=Map-to-point(ID)
加密：选择一个随机数 r∈Zq* ，明文 M 对
应的密文C={U,V}={rP, M⨁ 〈QID, sP〉r}
解密：M=V⨁〈sQID, rP〉
2007-7-24 Identity Based Encryption 8
- 9. 密钥长度对比
Bits of Pairing
ECC (CPK) RSA
Security (BF-IBE)
80 160 512 1024
112 224 1024 2048
128 256 1536 3072
192 384 3840 7680
256 512 7680 15360
2007-7-24 Identity Based Encryption 9
- 10. 效率对比
BF-IBE @ 512bit ECC,
512bit ECC : 160bit ECC = 9:1
2007-7-24 Identity Based Encryption 10
- 11. 实现
Stanford PBC
Voltage IBE
Shamus MIRCAL
2007-7-24 Identity Based Encryption 11
