4、抗入侵公钥加密技术解析

抗入侵公钥加密技术解析

1. 引言

在当今的数字时代，密码系统的安全性至关重要。然而，密钥暴露问题成为了密码系统面临的一大挑战，它可能导致系统的所有安全保障失效。随着密码原语在廉价、轻量级和移动设备上的广泛应用，攻击者更容易攻破设备获取密钥，而不是破解系统所基于的计算假设。因此，研究界必须妥善解决密钥暴露的问题。

为应对这一问题，研究人员提出了多种方法。完全防止密钥暴露的方法（如使用防篡改设备）成本过高，不适合大多数常见应用。因此，研究主要集中在增加密钥暴露的难度，或在部分密钥暴露时尽量减少损失。例如，门限密码学将秘密分布在多个设备上，使得暴露部分设备的秘密不会导致方案被破解，但这要求每次进行密码操作时至少有一定数量的设备参与，对于移动用户等场景不太适用。

另一些方法将时间划分为不同的周期，秘密密钥随时间演变，而公钥在方案的整个生命周期内保持不变。前向安全密码系统是这类方法的先驱，在该系统中，秘密密钥由单个用户存储，并在每个时间周期开始时更新。攻击者获取某个周期的密钥后，只能对该周期及之后的周期进行密码操作，而无法破解之前的周期。为了在密钥暴露后仍能保证后续时间周期的安全性，密钥隔离的概念被提出，该模型假设服务器有一定的安全存储，用户可以在服务器的帮助下更新密钥，安全性比前向安全系统更好。

最近，入侵弹性的概念被提出，它综合了前向安全和密钥隔离的优点。在这个模型中，用户和服务器都存储秘密信息，用户可以独立进行密码操作，并在服务器的帮助下更新密钥。与密钥隔离模型不同的是，入侵弹性模型不再假设服务器是安全的，用户和服务器可以选择刷新他们的秘密。即使攻击者多次获取用户和服务器的密钥，但只要不是同时获取，系统仍然安全。如果用户和服务器的密钥在同一时间被暴露且期间没有刷