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椭圆曲线密码体制及其在宽带无线IP网络中的应用

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文摘

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创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1椭圆曲线密码体制的研究意义

1.2椭圆曲线密码体制的研究现状

1.3宽带无线IP网络

1.4章节安排

第二章椭圆曲线密码数学基础

2.1 Weierstrass方程

2.2有限域上的椭圆曲线及其群运算规则

2.2.1 char(K)≠2,3时的情况

2.2.2 char(K)=2时的情况

2.3椭圆曲线的阶

第三章构建安全的椭圆曲线

3.1椭圆曲线密码体制的安全性分析

3.1.1特殊椭圆曲线离散对数问题的求解

3.1.2一般椭圆曲线离散对数问题的求解

3.2选取安全的椭圆曲线

3.2.1 GF(p)上安全椭圆曲线的选取

3.2.2基点的选取

第四章椭圆曲线密码体制的应用

4.1加密

4.1.1自适应选择密文攻击(CCA2)

4.1.2 KEM-DEM密码系统

4.1.3 ECIES

4.1.4 ECIES-KEM

4.2数字签名

4.3密钥交换

4.4代理签名

4.4.1代理签名

4.4.2代理多重签名

4.5小结

第五章一种新的计算固定点数乘的快速算法

5.1椭圆曲线数乘

5.2固定基点数乘算法

5.2.1 Fixed-base Windowing算法

5.2.2 Fixed-base Comb算法

5.3一种新的固定基点数乘算法

5.4新算法与已有算法性能比较

5.5小结

第六章适合宽带无线IP网络的椭圆曲线密码体制实现方案

6.1宽带无线IP网络安全需求

6.2 ECC的实现框图

6.3 ECC的快速实现

6.3.1 GF(p)上的运算

6.3.2点加运算

6.3.3数乘运算

6.3.4椭圆曲线协议上的算法

6.4点压缩算法

6.5实现结果分析

结束语

致谢

参考文献

在读期间的研究成果

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摘要

椭圆曲线密码体制(ECC)最早是在1985年分别由V.S.Miller和Neal Koblitz独立提出的,它是迄今为止每比特具有最高安全强度的密码体制.它还具有计算量小,密钥尺寸短,占用带宽少等优点,被认为是今后最有希望的公钥密码体制.椭圆曲线密码体制(ECC)建立在解椭圆曲线离散对数问题(ECDLP)这一数学难题的基础上.要建立一个完善的椭圆曲线密码体制,有两个方面需要考虑:椭圆曲线密码体制所需参数的选取和椭圆曲线密码体制的具体实现算法.围绕这两个方面的问题,该文首先讨论了如何构造安全的椭圆曲线密码体制和椭圆曲线密码体制的应用;然后重点分析了椭圆曲线上数乘运算的快速实现,并结合Interleaving Exponentiation算法和幂分割的思想,提出一种计算固定点数乘的快速算法,该算法的计算速度明显快于Fixed-base Windowing算法,稍快于Fixed-base Comb算法.最后,我们结合宽带无线IP网络的特点,给出了适合宽带无线IP环境的椭圆曲线密码体制的实现方案.实现结果表明,我们选取的192bit椭圆曲线具有比1024bit RSA算法更高的安全强度和更快的运算速度.

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