吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (2): 551-557.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20171141

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基于量子密钥和云服务的身份加密方案

韩家伟1, 2, 刘衍珩1, 3, 孙鑫3, 宋立军2   

  1. 1.吉林大学 计算机科学与技术学院,长春 130012;
    2.长春大学 量子通信技术实验室 长春 130022;
    3.吉林大学 符号计算与知识工程教育部重点实验室 长春 130012
  • 收稿日期:2017-07-06 出版日期:2018-03-01 发布日期:2018-03-01
  • 通讯作者: 刘衍珩(1958-),男,教授,博士生导师. 研究方向:移动网络. E-mail:lyh_lb_lk@hotmail.com
  • 作者简介:韩家伟(1978-),男,副教授,博士研究生. 研究方向:网络安全,量子保密通信. E-mail:Jason.hjw@gmail.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(61373123,61401413); 吉林省科技发展计划项目(20150414004GH,20140101187JC,20140101206JC-18); 吉林省教育厅项目(20160265)

Identity-based encryption scheme based on cloud and quantum keys

HAN Jia-wei1, 2, LIU Yan-heng1, 3, SUN Xin3, SONG Li-jun2   

  1. 1.College of Computer Science and Technology, Jilin University, Changchun 130012,China;
    2. Quantum Cryptography Laboratory, Changchun University, Changchun 130022,China;
    3.Key Laboratory of Symbolic Computation and Knowledge Engineering of Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130012,China
  • Received:2017-07-06 Online:2018-03-01 Published:2018-03-01

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摘要： 针对现有利用云服务进行基于身份加密(Identity-based encryption, IBE)的公钥加密方案中存在的安全问题,提出了一种基于量子密钥和云服务的IBE方案。该方案首先通过引入量子加密技术解决密钥生成器与云服务之间用户隐私信息和撤销列表等信息安全传输问题;然后利用提出的量子时间令牌机制,安全地对用户私钥进行分发和管理;最后利用量子密钥共享和云服务安全高效地实现了用户撤销管理。与现有方案相比,该方案能够充分利用量子加密技术和云计算服务的优势,更为安全高效地实现基于身份加密公钥体制中的密钥管理和用户撤销,并能够抵抗多种安全威胁,在云计算环境中具有更好的安全性和实用性。在真实的量子密钥分发和云计算环境中的实验结果证明了该方案的可行性和有效性。

关键词: 计算机应用, IBE方案, 量子密钥分发, 云服务, 量子时间令牌

Abstract: In order to handle the safety problems in the Identity-based Encryption (IBE) key schemes associated with the existing cloud services, an IBE scheme based on quantum secret keys and cloud service is proposed. First, the quantum encryption technology is introduced to handle the safety problems of information transmission between the private key generator and the cloud services, involving user privacy information and revocation lists, etc. Next, the quantum time token mechanism is proposed to safely distribute and manage users' secret keys. Finally, the user revocation management is safely and effectively achieved by sharing the quantum secret keys and using the cloud services. Comparing with the existing schemes, the proposed scheme can make full use of the advantages of the quantum encryption technology and the cloud computing services. The secret key management and user revocation of the IBE public key scheme can be more safely and effectively done, and multiple safety hazards can be avoided with better safety and practicality in the cloud computing environment. Experimental results in the real quantum key distribution and the cloud computing environment demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed scheme.

Key words: computer application, identity based encryption scheme, quantum key distribution, cloud service, quantum time token

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