52、现代密码学安全概念剖析与发展

现代密码学安全概念剖析与发展

在当今数字化时代，密码学作为保障信息安全的关键技术，其重要性不言而喻。然而，传统的“教科书式密码学”在实际应用中面临诸多挑战，我们需要更强大的安全概念来确保信息的安全。下面将深入探讨密码学中的各种安全概念及其发展。

语义安全的不足

IND - CPA（语义安全）的概念旨在保证任何多项式有界的攻击者在给定密文的情况下，无法获得关于明文消息的先验信息。但这种保证仅在攻击者面对密文时处于被动状态（即仅进行窃听）时才有效。

许多公钥密码系统特别容易受到选择密文攻击（CCA 和 CCA2）。在 CCA 和 CCA2 攻击中，攻击者（Malice）可能获得解密协助，即他可以在一定程度上控制“解密盒”，即使没有解密密钥，也能让自己选择的一些密文被解密。这种协助就像是为 Malice 提供的“密码分析培训课程”，帮助他更容易地进行攻击。

例如，一些协议可能要求主体对随机挑战进行解密操作以形成挑战 - 响应机制；加密电子邮件的接收者可能在后续的公开讨论中透露明文消息。许多公钥密码系统对 CCA 或 CCA2 攻击的脆弱性，源于这些密码系统底层的良好代数性质。Malice 可以利用这些性质，通过巧妙的计算构造密文。如果 Malice 获得解密协助，他基于目标公钥密码系统的代数性质对所选密文进行的巧妙计算，可能使他获得原本无法获得的消息。

以 EIGamal 密码系统和 GM 密码系统为例，它们都容易受到 CCA2 攻击。在 GM 密码系统的攻击示例中，Malice 在满足一定条件下可以控制 Alice 的 GM 解密盒。他通过巧妙计算构造密文，利用代数性质使解密结果看起来随机，从而让 Alice 返回明文，最终成功获取所需信息。这