Pairing-based identification schemes
David Freeman
我们提出了四种不同的身份识别方案，利用双线性对，并证明了它们的安全性在一定的计算假设。每个方案都比任何已知的基于配对的识别方案更有效和/或更安全。
We propose four different identification schemes that make use of bilinear pairings, and prove their security under certain computational assumptions. Each of the schemes is more efficient and/or more secure than any known pairing-based identification scheme.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Proxy Signature Scheme with Effective Revocation Using Bilinear Pairings
提出了一个基于双线性对的代理签名方案，该方案提供了有效的代理撤销。该方案采用绑定盲化技术，避免了密钥发布阶段的安全信道要求。该方案中，签名者从可信中心接收到部分私钥，并将其解密得到自己的私钥，从而克服了大多数基于配对的代理签名方案中存在的密钥托管问题。该方案满足了代理签名的必要安全性要求，并能抵抗其他可能的威胁。
New ID Based Multi-Proxy Multi-Signcryption Scheme from Pairings
本文利用配对理论提出了一个基于身份的多代理多签密方案。在该方案中，一个代理签密组可以通过原签密组中所有成员的合作而被授权为代理人。然后由授权的代理签密人组中的所有签密人代表原签密人组合作生成代理签密。与Liu和Xiao的方案相比，该方案提供了签名的公开可验证性，同时简化了密钥管理。
Multi-Proxy Multi-Signcryption Scheme from Pairings
提出了第一个基于配对的多代理多签密方案，该方案有效地结合了多代理多签密方案和签密方案。并对其安全性进行了详细分析。在我们的方案中，一个代理签密组可以通过原签密组中所有成员的合作而被授权为代理人。然后由授权的代理签密人组中的所有签密人代表原签密人组合作生成代理签密。证明了该方案的正确性和安全性。
ID-based Ring Signature and Proxy Ring Signature Schemes from Bilinear Pairings
2001年，Rivest等人首次提出了环签名的概念。环签名是一种没有任何管理者的简化群签名。它保护签名者的匿名性。Rivest等人提出的第一个方案是基于RSA密码体制和基于证书的公钥设置。第一个基于DLP的环签名方案由Abe，Ohkubo和Suzuki提出。他们的方案也是基于一般的基于证书的公钥设置。2002年，Zhang和Kim提出了一个新的基于身份的环签名方案。后来，Lin和Wu提出了一个更有效的基于身份的环签名方案。这两种格式在计算方面都存在一些不一致性。本文提出了一个新的基于身份的环签名方案和一个代理环签名方案。这两个方案都比现有方案更有效。这些方案还考虑到了上述两个方案中的不一致性。
Threshold Multi Secret Sharing Using Elliptic Curve and Pairing
秘密共享技术现在是几个安全协议的构建块。A（t; n）门限秘密共享方案是一种允许t个或多个参与者联合起来获取秘密的方案。传统的单秘密共享方案被改进和推广到共享多个秘密。椭圆曲线和配对在秘密共享中的应用越来越受到重视。本文提出了一种门限多秘密共享方案。当门限参与者数比较时，可以检索多秘密。该方案利用椭圆曲线和双线性对，实现了参与者对共享秘密的验证、共享秘密一致性检验、欺诈者的检测和识别等扩展功能，共享秘密的获取在单阶段完成，与多级秘密共享方案不同，该方案的参与者可以很容易地增加，与现有方案相比，该方案效率高，公开参数也较少基于椭圆曲线提出了一个门限多秘密共享方案，通过改变方案的公开参数，分发者可以方便地修改秘密或增加额外的秘密，这是第一个利用自配对提出的具有扩展能力的门限多秘密共享方案.
A Note on "Efficient Algorithms for Secure Outsourcing of Bilinear Pairings"
我们证明了方案[Theoretical计算机科学，562（2015），112-121]中的验证方程不能过滤掉恶意服务器返回的一些畸形值。我们还指出，该方案中采用的两个不可信程序模型是有点人为的，并讨论了一些合理的情况下外包计算。
Survey and Systematization of Secure Device Pairing
已经开发了安全设备配对（SDP）方案以促进智能设备（个人移动设备和物联网（IoT）设备两者）之间的安全通信。SDP方案的比较和评估是麻烦的，因为每个方案对带外信道和对手模型做出不同的假设，并且由其特定的用例驱动。一个概念模型，便于有意义的比较SDP计划是缺失的。我们提供了这样一种模式。在本文中，我们调查和分析了文献中描述的各种SDP方案，包括一些已被采纳为标准的方案。在此基础上，建立了SDP方案的系统模型和一致性术语，并将其用于对现有SDP方案进行分类，首次实现了对现有SDP方案的有意义的比较和分析，并利用该模型对现有SDP方案进行了分析，揭示了所调查的SDP方案中存在的共同系统安全弱点，这些弱点应成为未来SDP研究的优先领域，例如改进将隐私要求集成到SDP方案的设计中。我们的研究结果允许SDP方案设计者创建更容易相互比较的方案，并协助预防当前一代SDP方案中常见的弱点。
New Extensions of Pairing-based Signatures into Universal (Multi) Designated Verifier Signatures
通用指定验证者签名的概念是由Steinfeld、Bull、Wang和Pieprzyk在2003年的Asiacrypt上提出的。这些签名可以用作标准的可公开验证的数字签名，但是具有允许签名的任何持有者将签名指定给任何期望的验证者的附加功能。这个指定的验证者可以检查消息是否确实被签名，但是不能使任何其他人相信这一事实。我们提出了新的有效的构造基于配对的短签名。第一个方案基于Boneh-Boyen签名，其安全性可以在标准安全模型下进行分析。我们证明了它的抵抗伪造假设的硬度，所谓的强Diffie-Hellman问题，知识的指数假设。第二个方案是兼容的Boneh-Lynn-Shacham签名，并被证明是不可伪造的，在随机预言模型下，假设计算双线性Diffie-Hellman问题是不可处理的。这两种方案都是为具有受限计算能力的设备而设计的，因为签名和指定过程是无配对的。最后，我们提出了扩展这些计划在多用户设置Desmedt在2003年提出的。
FastZIP: Faster and More Secure Zero-Interaction Pairing
随着物联网（IoT）的出现，在智能设备之间建立安全信道变得至关重要。最近的研究提出了零交互配对（zero-interaction pairing，ZIP），其通过利用设备的物理上下文（例如，环境音频）以获得共享的秘密密钥。现有技术的ZIP方案受到三个限制：（1）延长的配对时间（即，分钟或小时），（2）对共享密钥的暴力离线攻击的脆弱性，以及（3）对由可预测上下文引起的攻击的敏感性（例如，重放攻击），因为它们依赖于物理上下文的有限熵来保护共享密钥。我们解决这些限制，提出FastZIP，一种新的ZIP方案，大大减少配对时间，同时防止离线和可预测的上下文攻击。特别是，我们适应最近推出的模糊密码认证密钥交换（fPAKE）协议，并利用传感器融合，最大限度地发挥其优势。我们实例化FastZIP用于车内设备配对，以证明其可行性，并展示FastZIP的设计如何适应其他ZIP用例。我们实施了FastZIP，并通过驾驶四辆汽车共800公里进行评估。与最先进的ZIP方案相比，我们的配对时间缩短了三倍，同时确保强大的安全性，对抗性出错率低于0.5%。
Systematization of Knowledge and Implementation: Short Identity-Based Signatures
基于身份的签名方案每天都在获得大量的普及。在过去的十年里，已经提出了很多计划。有几个库实现了基于身份的密码系统，包括基于身份的签名方案，如用Java编写的JPBC库和用Python编写的charm-crypto库。然而，这些库并不包含所有流行的方案，JPBC库只包含一个基于身份的签名方案，而Charm-Crypto库包含三个。此外，所实现的方案被设计为在一个特定的配对曲线上工作。在基于配对的密码系统中，即使对于给定的签名方案，签名的大小和性能（即签名和验证的时间）也取决于所选择的配对曲线。存在其中签名大小比性能更重要的许多应用，以及类似地其中性能比签名大小更重要的其它应用。在这项工作中，我们描述了流行的签名方案及其使用JPBC库的实现，并描述了不同的配对曲线如何影响签名的大小和性能。我们还提供了两种方法来进一步缩短签名大小，这在默认情况下不存在于库中。
Improved identity-based identification using correcting codes
提出了一种基于纠错码的身份识别方案。两个著名的基于代码的计划相结合：签名方案由Courtois，Mesquasz和Sendrier和识别方案由斯特恩。在随机预言机模型下给出了该方案的安全性证明。
Answering queries using pairings
如今，在云中外包数据已经变得非常普遍。一般来说，由于云数据存储和管理提供商不能完全信任，因此需要提供存储数据机密性的机制。一个可能的解决方案是加密所有数据，但是--当然--这会带来关于存储数据的有效有用性的严重问题。在这项工作中，我们提出了一个著名的基于属性的加密方案，以应付查询加密数据的问题。我们已经实现了建议的计划与现实世界中，现成的RDBMS，我们提供了几个实验结果表明我们的方法的可行性。
An Improved Authentication Scheme for BLE Devices with no I/O Capabilities
蓝牙低功耗（BLE）设备由于其低能耗和因此延长的电池寿命而变得非常流行。它们被用于智能可穿戴设备、灵巧家庭自动化系统、信标和更多领域。BLE使用配对机制来实现一定级别的对等实体认证以及加密。虽然有一组配对机制可用，但没有键盘或显示机制（因此使用Just Works配对）的BLE设备仍然容易受到攻击。在本文中，我们提出并实现了一个轻量级的数字证书为基础的认证机制的BLE设备使用的Just Works模型。所提出的模型是对已经存在的配对机制的附加，因此可以容易地并入现有的BLE堆栈中。为了对抗Just Works配对（设备欺骗）中现有的中间人攻击场景，我们提出的模型允许客户端和外围设备利用流行的公钥基础设施（PKI）来建立对等实体身份验证和安全的加密隧道进行通信。我们还开发了一种轻量级BLE配置的数字证书，包含资源受限设备所需的最小字段，这显着降低了内存（约90%的减少）和能耗。我们已经通过实验评估了使用所提出的配对机制的设备的能耗，以证明该模型可以很容易地部署，对芯片的功率要求的变化较小。该模型已正式验证使用自动验证工具的协议测试。
Security Properties of Gait for Mobile Device Pairing
步态已经被提出作为跨人体上的任意位置的移动终端配对的特征。结果表明，跨不同身体位置的基于步态的特征的相关性足以建立安全的设备配对。然而，研究的人群规模有限，并且没有考虑具有视频录制能力的强大攻击者。我们提出了一个简洁的讨论基于步态的配对方案的安全特性，包括流行的量化方案的讨论，攻击面的分类和分析，讨论生成的序列的统计特性，熵分析，以及可能的威胁和安全弱点的步态配对系统。对于所考虑的方案之一，我们提出了修改，以修复已确定的安全缺陷。作为基于步态的认证或配对系统的一般限制，我们进一步证明了具有视频支持的对手可以创建足够接近身体生成的加速序列的密钥序列，以违反基于步态的安全机制。
Swipe2Pair: Secure and Fast In-Band Wireless Device Pairing
针对现有无线设备配对方案在通用性与可用性上的不足，本文提出基于设备邻近性和无线传输功率随机化的带内配对方案 Swipe2Pair，实现简单挥动即可在不到一秒内完成高安全性的相互认证配对。
Improved code-based identification scheme
我们重新审视了Stern在Crypto'93上提出的基于3遍码的身份识别方案，并给出了一个新的5遍协议，其中欺骗者的概率为1/2（而不是Stern原始提案中的2/3）。此外，我们建议使用准循环结构，以显着减少的公钥的大小。所提出的方案是零知识，并依赖于一个NP完全问题来自编码理论（即q元伴随式解码问题）。考虑到最近对任意有限域Fq上的线性码的Stern信息集译码算法的推广的研究，我们建议参数使得公钥为34 Kbits，而Stern方案的公钥约为66 Kbits。这提供了一个非常实用的身份识别（和可能的签名）方案，它对于轻量级密码学来说是最有吸引力的
Security and Privacy Enhancement for Outsourced Biometric Identification
大量的研究集中在云计算背景下生物识别的安全外包上。在这种方案中，加密的生物特征数据库和识别过程都外包给了云。最终目标是保护生物特征数据库和查询模板的安全性和隐私性。安全性分析表明，以前的方案遭受注册攻击，不必要地暴露更多的信息比需要的。在本文中，我们提出了一个新的安全外包计划，旨在提高这两个方面的安全性。首先，除了在以前的计划中讨论的所有攻击，我们提出的计划也是安全的注册攻击。其次，我们将识别过程建模为固定半径的相似性查询问题，而不是kNN搜索问题。这种建模能够减少暴露的信息，从而增强生物特征数据库的隐私性。我们全面的安全性和复杂性分析表明，我们的计划是能够提高生物特征数据库和查询模板的安全性和隐私性，同时保持相同的计算节省外包。
An Efficient and Publicly Verifiable Id-Based Multi-Signcryption Scheme
多重签密是指不同的签名者希望在不泄露消息的情况下对同一消息进行认证，本文提出了一种多重签密方案，在签密阶段不需要计算配对，签名可以公开验证。
Three-Pass Identification Scheme Based on MinRank Problem with Half Cheating Probability
在Asiacrypt 2001中，Courtois基于MinRank问题提出了第一个三遍零知识识别方案。然而，在单轮Courtois的ID方案中，欺骗概率，即，作弊证明者的成功概率为2/3，大于一半。虽然Courtois也提出了一个变体方案，声称有一半的欺骗概率，其安全性没有正式证明，它需要另一个硬度假设上的一个特定的单向函数和验证者总是根据一个特定的非均匀分布产生的挑战。在本文中，我们提出了第一个三遍零知识ID方案的MinRank问题的基础上，欺骗概率正好为每一轮的一半，即使只有两个比特的挑战空间，没有任何额外的假设。在相同的安全级别下，与Curtois相比，我们提出的ID方案需要更少的轮数和更少的总平均通信开销。
A new zero-knowledge code based identification scheme with reduced communication
本文基于伴随式译码问题，提出了一种新的渐近欺骗概率为1/2的5遍身份鉴别方案。我们的协议是相关的斯特恩识别方案，但有一个减少的通信成本相比，以前的代码为基础的零知识计划，而且我们的计划允许获得一个非常小的大小的公钥和秘密密钥。本文的贡献是双重的，首先，我们提出了一个变化的斯特恩认证计划，允许渐近降低作弊概率为1/2，而不是2/3（和非常接近1/2在实践中），但与较少的通信。我们的解决方案是基于新的挑战，通过循环移位的初始公钥综合征的秘密密钥，一个新的证明，这种情况下的合理性。其次，我们提出了一种新的方法来处理哈希承诺的零知识计划的基础上斯特恩的计划，使在通信方面，平均而言，只有一个哈希值发送，而不是两个或三个。新方案具有基于编码理论的零知识安全性证明、秘密和公钥规模小等优点（几百比特），计算复杂度小，用于认证的总通信成本为19 kb（对于$2^{16}$安全性）和长度为93 kb（11.5kB）的签名（对于$2^{80}$安全性），与先前基于编码理论的方案相比改进了40%。
A Mobile Payment Scheme Using Biometric Identification with Mutual Authentication
本文提出一种基于生物特征识别与双向认证的新型移动支付方案，无需终端无线连接且硬件要求极低，能有效保护用户免受恶意终端侵害并抵抗钓鱼、重放、中继和呈现攻击。
Dissecting Ponzi schemes on Ethereum: identification, analysis, and impact
本文研究了以太坊上的庞氏骗局，分析其行为和影响，揭示其在区块链环境中的表现及潜在风险。
GazePair: Efficient Pairing of Augmented Reality Devices Using Gaze Tracking
随着增强现实（AR）设备变得更加普遍和商业上可行，对用于配对这些设备的快速、高效和安全方案的需求变得更加迫切。目前安全交换全息图的方法要求用户通过大型数据中心发送这些信息，这带来了安全和隐私方面的问题。现有的技术在本地网络上配对这些设备并共享信息，在可用性和可扩展性方面存在不足。这些技术要么需要AR设备上不可用的硬件，复杂的物理手势，从头部移除设备，不扩展到多个配对伙伴，要么依赖于低熵的方法来创建加密密钥。为此，我们提出了一种新的配对系统，称为GazePair，它通过创建一个高效，有效和直观的配对协议来改进所有现有的本地配对技术。GazePair使用眼睛注视跟踪和语音密钥序列提示（KSC）来生成相同的、独立生成的具有64位熵的对称加密密钥。GazePair还在配对成功率和时间方面比当前方法有所改进。此外，我们表明，GazePair可以扩展到多个用户。最后，我们断言GazePair可以在任何配备眼睛注视跟踪的混合现实（MR）设备上使用。
LWE-based Identification Schemes
一些来自格的困难问题，如LWE（带错误的学习），特别适合于密码学中的应用，因为可以使用最坏情况到平均情况的约简作为强安全性的证据。在这项工作中，我们展示了两个基于LWE的零知识识别方案的结构，并讨论了它们的性能和安全性。我们还强调了设计选择，使我们的解决方案的理论和实践的兴趣。
A New Path to Code-based Signatures via Identification Schemes with Restricted Errors
在本文中，我们介绍了一个变种的综合征解码问题（SDP），我们称之为限制SDP（R-SDP），其中搜索向量的条目定义在一个子集的基础有限域。我们证明了NP-完全的R-SDP，通过减少从经典的SDP，并描述算法，解决这样的新问题。我们研究了在这种新的解码角度下的随机码的性质，在传统的编码理论的结果的时尚，并评估解决一个随机R-SDP实例的复杂性。作为一个具体的应用，我们描述了如何零知识识别（ZK-ID）计划的基础上SDP可以调整到依赖于R-SDP，并表明，这导致紧凑的公钥以及显着降低通信成本。因此，这些方案提供了一个改进的基础上建设的代码为基础的数字签名计划来自识别计划，通过著名的Fiat-Shamir变换。
Cancelable Indexing Based on Low-rank Approximation of Correlation-invariant Random Filtering for Fast and Secure Biometric Identification
相关不变随机滤波（CIRF）是一种可撤销的生物特征识别方案，被认为是一种有前途的模板保护方案。该方案通过二维数论变换（NTT）和随机滤波将生物特征表示为图像。CIRF具有完美的保密性，因为变换后的特征不会泄露原始特征的任何信息。然而，CIRF不能应用于大规模的生物特征识别，因为在匹配阶段的2D逆NTT需要很高的计算时间。此外，现有的生物特征索引方案不能与模板保护方案结合使用以加速生物特征识别，因为生物特征索引泄漏了关于原始特征的一些信息。在本文中，我们提出了一种新的索引方案称为“可取消索引”，以加快CIRF而不失去其安全性。该方案是基于快速计算CIRF通过低秩近似的生物特征图像，并通过最小生成树表示的低秩矩阵在傅立叶域。我们证明了变换后的索引不泄露关于原始索引和原始生物特征的信息（即，完全保密），并对方案的安全性进行了深入的讨论。我们还证明，它显着减少了一对多的匹配时间，使用手指静脉数据集，其中包括来自505名受试者的六个手指。
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