基于HIBE的软件保护技术研究

【摘要】：计算机应用的普及带来了软件行业的极速发展,在利益的驱动下,软件盗版行为也随之猖獗。软件盗版严重损害了软件开发商的利益,打击其开发积极性；极大的危害了软件行业的健康发展。为了维护软件产业的正常秩序,促进软件行业的快速发展,促生了软件保护技术的研究与发展。在众多的软件保护技术中,加密技术是一种传统而实用的保护技术。近年来,基于身份的加密算法逐渐被重视,它改进了现有的基于PKI的公钥加密系统中繁杂的证书管理,不用再将公钥与具有有效可认证的身份信息进行绑定形成证书,而是直接用有效身份信息作为公钥对明文进行加密,这是基于身份加密的最大优点。但是在现实环境下,密钥泄漏会无法避免的发生,这时基本的基于身份加密方案就显得无能为力,因为它无法完成公钥撤销操作。基本的基于身份加密方案中一个PKG的负担过重并且会成为主要攻击对象,一旦主密钥泄漏整个加密系统将失效。分层身份加密方案的提出有效的解决了单个PKG身份加密系统的弊端。密钥隔离机制是一种主动的减少密钥泄漏危害的方案,该机制基于密钥进化思想,对密钥进行更新操作。本文重点研究了分层的基于身份的加密方案以及密钥隔离机制,以探索更为安全和高效的基于身份的加密方案及密钥更新方案,努力改进软件保护技术。本文完成的主要工作如下： (1)基于身份的加密机制中的PKG是整个加密系统的生命线,它的安全影响了整个系统的安全,并且担负着计算私钥的重任,为了降低PKG的负担和遭到攻击对整个系统带来的风险,具有分层思想的HIBE很好的解决了单个PKG的诸多弊端,因此,本文将利用HIBE改善基于身份的加密机制的安全性,并对HIBE的安全性加以形式化证明。 (2)深入研究密钥隔离机制,在此基础上,根据密钥进化思想,研究基于身份的密钥隔离机制进行密钥更新的具体过程与算法描述。基于身份的加密方案在密钥泄漏后不能对公钥进行直接删除,密钥更新是保证系统安全的一种有效方法。文章还证明了基于身份的密钥隔离机制方案是选择密文安全的,为与HIBE加密模型融合提供可靠的前提。 (3)在研究HIBE方案和密钥隔离机制的基础之上,提出了HIBE-IKE加密模型,在该模型中解决了单个PKG负担大威胁高的问题同时能够在减少交互情况下完成密钥更新,并且支持离线更新。 (4)通过实验说明基于身份加密算法将会得到更为广泛的研究与应用,对密码学将产生更为深远的影响,并且能够应对软件保护技术发展带来的挑战。