[論文レビュー] Efficient Identity Based Public Verifiable Signcryption Scheme

Prashant Kushwah, Sunder Lal|arXiv (Cornell University)|Jul 10, 2011

Cryptography and Data Security参考文献 16被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、第三者を介して復号せずに送信者の署名の真正性を誰でも検証できる、効率的なIDベースの公開検証可能で署名暗号化方式を提案する。この方式はランダムオракルモデルにおいて安全であり、IDベース暗号と公開検証性を統合し、1ステップで機密性と認証性を両立させ、効率性を向上させている。

ABSTRACT

Signcryption is a cryptographic primitive which performs encryption and signature in a single logical step. In conventional signcryption only receiver of the signcrypted text can verify the authenticity of the origin i.e. signature of the sender on the message after decrypting the cipher text. In public verifiable signcryption scheme anyone can verify the authenticity of the origin who can access the signcrypted text i.e. signature of the sender on the cipher text. Public verifiable signcryption scheme in which the receiver can convince a third party, by providing additional information other than his private key along with the signcryption is called third party verifiable signcryption schemes. In this paper we proposed an efficient identity based public verifiable signcryption scheme with third party verification and proved its security in the random oracle model.

研究の動機と目的

• 従来の署名暗号化方式における制限、すなわち署名の検証が受信者しか行えないという点を是正すること。
• 誰でも署名暗号化された暗号文のみを用いて送信者の署名の真正性を検証できる、公開検証可能な署名暗号化方式を設計すること。
• IDベース暗号と公開検証性を統合し、効率性の向上と鍵管理のオーバーヘッド削減を図ること。
• ランダムオラクルモデルにおいて選択メッセージ攻撃に対する存在的 forgery に対して安全であることを保証すること。

提案手法

• ユーザーの公開鍵がそのIDから導出されるIDベース暗号を採用し、公開鍵証明書の必要性を排除する。
• 暗号化とデジタル署名を1つの論理的処理に統合する署名暗号化プリミティブを採用する。
• 第三者が公開鍵と暗号文のみを用いて、署名暗号化された暗号文上の送信者の署名を検証できる公開検証メカニズムを導入する。
• 信頼できる当局がユーザーのIDに基づいて秘密鍵を生成することで、安全な鍵配布を実現する。
• ランダムオラクルモデルを用いて、機密性や改ざん不能性などのセキュリティ特性を証明する。
• 双線形ペアリングやハッシュ関数などの暗号プリミティブを用いて、効率的な方式を構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、受信者が復号しなくても、誰でも署名暗号化されたメッセージ上の送信者の署名の真正性を検証できる署名暗号化方式を設計できるか？
• RQ2 IDベースの環境において、機密性と公開検証性を両立させるために必要な暗号的構成要素は何か？
• RQ3 第三者による検証をサポートする、強固なセキュリティ保証を持つIDベースの署名暗号化方式を構築できるか？
• RQ4 標準的な方式と比較して、公開検証性をIDベースの署名暗号化方式に追加した際の性能オーバーヘッドは何か？
• RQ5 このような方式について、ランダムオラクルモデルで存在的 forgery に対する形式的証明はどのように行えるか？

主な発見

• 提案された方式は、誰でも公開鍵と暗号文のみを用いて、署名暗号化されたメッセージ上の送信者の署名の真正性を公開検証可能であることを実現した。
• この方式は、ランダムオラクルモデルにおいてIDベース暗号と署名のセキュリティ仮定に基づき、機密性と改ざん不能性を達成している。
• IDベース暗号の統合により、鍵管理の複雑さが軽減されつつも、強固なセキュリティ特性を維持している。
• 計算コストの観点からも効率的であり、暗号化と署名を1つの処理に統合し、追加コストを最小限に抑えた。
• セキュリティ証明により、選択メッセージ攻撃に対する存在的 forgery に対して耐性があることが示され、方式の強固さが裏付けられた。
• 第三者による検証メカニズムは、平文を暴露せずに分散型システムにおける信頼性と監査可能性を向上させた。