JPBC部分API说明

本文深入探讨了双线性对参数生成器的概念,包括TypeA和TypeA1两种类型,详细解释了如何使用Java库jpbc和PBC生成椭圆曲线参数,适用于素数和合数双线性群。同时介绍了元素的不可变性设置和元素的导入导出方法。

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Bilinear Pairing Parameters Generators

双线性对参数生成器

TypeA:

TypeA  参数是通过一个椭圆曲线建立起来的:y^{2}= x^{3}+x 在有限域Fp上建立的,其中q是素数q = 3 mod 4,G1 和 G2都是群上的点,椭圆曲线的阶r = q + 1。

TypeA的用例 r 是阶的位数,q是域的宽度,为素数双线性群。

import it.unisa.dia.gas.plaf.jpbc.pairing.a.TypeACurveGenerator;
import it.unisa.dia.gas.plaf.jpbc.pbc.curve.PBCTypeACurveGenerator;

int rBits = 160;
int qBits = 512;

// JPBC Type A pairing generator...
ParametersGenerator pg = new TypeACurveGenerator(rBits, qBits);
// PBC Type A pairing generator...
ParametersGenerator pbcPg = new PBCTypeACurveGenerator(rBits, qBits);

TypeA1:使用的椭圆曲线是一样的,但是在不同的有限域上,为合数双线性群。

import it.unisa.dia.gas.plaf.jpbc.pairing.a.TypeA1CurveGenerator;
import it.unisa.dia.gas.plaf.jpbc.pbc.curve.PBCTypeA1CurveGenerator;

// JPBC Type A1 pairing generator...
ParametersGenerator parametersGenerator = new TypeA1CurveGenerator(
    3,  // the number of primes
    517 // the bit length of each prime
);

// PBC Type A1 pairing generator. No parametrization in this case is possible.
// By default the generator uses two primes of 512 bit length each.
ParametersGenerator pbcPg = new PBCTypeA1CurveGenerator();
                

Make Immutable

使生成不可变的元素

/* Returns true if e is immutable, false otherwise. */

e.isImmutable();
                
/* Returns an immutable copy of e. */

Element immutable = e.getImmutable();
                

Import Export Elements

导入、导出元素

/* Converts e to bytes. The number of bytes can be determined
by calling e.getLengthInBytes(). */

byte[] bytes = e.toBytes();
                
/* To get back an Element from a byte array. */

int bytesRead = e.setFromBytes(bytes);
                
/* To get back an Element from a byte array starting from a given offset.

int bytesRead = e.setFromBytes(bytes, offset);
                
/* Sets e deterministically from a byte array.*/

e.setFromHash(bytes, 0, bytes.length);

 

 

Android studio 配置 jPBC 2.0.0 1、在压缩包的jars文件夹下找到下面两个文件:jpbc-api-2.0.0.jar    和   jpbc-plaf-2.0.0.jar 2、将上述两个jar包导入工程依赖包!!不会的百度一下Android studio怎么导入jar包!!! 3、在压缩包的jpbc-android文件夹下的assets文件夹下有4个用于测试的椭圆曲线常数Properties:a.properties、d159.properties、d201.properties,以及d224.properties,应该挪到Android 工程的assets文件夹下(当然也不一定非是这4个,只要是.properties参数文件都可以放进去,以供调用!!!),重点来了,Android studio 中并没有assets文件夹(assets文件夹是基于Eclipse进行android开发时专门存放资源文件的地方),怎么办呢?(android  studio老鸟勿喷)。实际上Android studio 也有存放资源文件的地方,那就是res文件夹!!!所以在Android strudio中我们可以新建一个与res文件夹并列的assets文件夹,具体步骤为:          点击main文件夹,然后右键---->New---->Folder---->Assets Folder---->点击完成      然后就可以发现main文件夹下多了一个assets资源文件夹!!!然后再把上述4个文件放进去就好了!!! 注意在加密中经常用到.properties文件,所以可以采用如下方式调用:                 Pairing pairing = PairingFactory.getPairing("assets/e_181_1024.properties");                 Field G = pairing.getG1();                 Field GT = pairing.getGT();                 Field Zq = pairing.getZr(); 之后就可以在工程里正常调用jpbc相关库函数并进行加密了!!!
<think>好的,用户让我介绍一下JPBC密码学库。首先,我需要确认自己对JPBC的了解是否足够。记得JPBC全称是Java Pairing-Based Cryptography Library,主要用于基于配对的密码学方案实现。那用户可能是密码学领域的学生或开发者,需要了解这个库的基本信息、功能和使用场景。 接下来,我需要整理JPBC的主要特点。比如,支持多种椭圆曲线和配对类型,提供Java API,跨平台,可能还有文档和示例代码的情况。此外,用户可能关心如何安装和使用,是否需要依赖其他库,或者性能如何。 然后,应用场景方面,基于配对的加密方案如IBE、ABE、群签名、环签名等,这些都是JPBC的典型应用。用户可能想知道JPBC在这些领域的具体应用案例,或者是否有成功项目使用该库。 安装与配置部分,需要说明如何获取JPBC,比如从官网或GitHub下载,添加jar包到项目,以及可能的依赖项,例如JNA。这里要确保步骤清晰,用户能按步骤操作。 基本使用流程可能需要分点说明,比如初始化系统参数、生成配对参数、创建代数结构元素、执行配对运算,最后举例说明一个简单的BLS签名实现。这样用户能直观看到代码结构,方便上手。 注意事项方面,性能问题、参数选择的重要性、线程安全和版本兼容性都是关键点。特别是配对运算计算量大,需要提醒用户注意性能优化;参数选择影响安全性,这点不能忽视。 最后,资源链接部分,官网、GitHub、文档和论文都是用户进一步学习的渠道,需要提供正确的链接,确保用户能访问到最新资料。 在组织回答时,要结构清晰,分点列出,避免技术术语过多导致理解困难。同时,检查LaTeX格式是否符合要求,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,并确保语法正确。例如,在提到椭圆曲线时,数学表达式要正确使用LaTeX,如$y^2 = x^3 + ax + b$。 可能还需要验证一些细节,比如JPBC的最新版本是否支持Java 8或更高,是否有已知的兼容性问题。另外,示例代码是否正确,是否需要简化以便用户理解。确保所有信息准确无误,特别是步骤部分,避免误导用户。 总结一下,回答需要涵盖JPBC的定义、功能、特点、应用场景、安装配置、使用步骤、注意事项和资源链接,每个部分简明扼要,帮助用户全面了解JPBC,并能够开始使用它进行开发。</think>### JPBC密码学库介绍 #### 1. 定义与功能 **JPBC**(Java Pairing-Based Cryptography Library)是一个用于实现**基于配对的密码学方案**的Java开源库,由实验室[DECRYPT](https://decrypt.ugent.be/)开发。其核心功能包括: - 支持椭圆曲线上的**双线性配对**运算(如Tate、Ate、Weil配对) - 提供群运算($G_1$, $G_2$, $G_T$)的抽象接口 - 支持**Type A~F**六类椭圆曲线参数 - 实现基于配对的加密、签名、密钥协商等协议 #### 2. 核心特点 | 特性 | 说明 | |------|------| | **跨平台** | 纯Java实现,兼容Windows/Linux/macOS | | **灵活参数** | 支持预定义参数或自定义曲线参数 | | **高效运算** | 优化底层数论运算(如$e: G_1 \times G_2 \rightarrow G_T$) | | **丰富API** | 提供群元素、配对映射、哈希到曲线等基础操作 | #### 3. 典型应用场景 1. **基于身份的加密(IBE)** $$ \text{密文} = \text{Enc}(ID, \text{消息}) $$ 2. **属性基加密(ABE)** 3. 短签名方案(如BLS签名): $$ \sigma = H(m)^s \in G_1 $$ 4. 零知识证明协议 5. 门限密码系统 #### 4. 安装与配置 ```xml <!-- Maven依赖 --> <dependency> <groupId>it.unisa.dia.gas</groupId> <artifactId>jpbc-api</artifactId> <version>2.0.0</version> </dependency> ``` 需配合**JNA**库使用,建议Java 8+环境。 #### 5. 基本使用流程 ```java // 1. 初始化参数 PairingParameters params = ParametersGenerator.generate(160, 512); Pairing pairing = PairingFactory.getPairing(params); // 2. 生成密钥对 Element s = pairing.getZr().newRandomElement(); // 私钥 Element P = pairing.getG1().newRandomElement(); Element P_pub = P.mulZn(s); // 公钥 // 3. 执行配对运算 Element a = pairing.getG1().newRandomElement(); Element b = pairing.getG2().newRandomElement(); Element result = pairing.pairing(a, b); // e(a,b) ∈ G_T ``` #### 6. 性能优化建议 - 预计算配对结果(Preprocessing) - 使用对称嵌入度的曲线(如Type A曲线) - 缓存频繁使用的群元素 #### 7. 注意事项 - **参数选择**直接影响安全性(建议最小安全等级128位) - 非线程安全对象需做同步控制 - 需要处理`FieldNotPresentException`等特定异常 #### 8. 学习资源 - [官方文档](http://gas.dia.unisa.it/projects/jpbc/) - 示例代码库:`jpbc-crypto`项目 - 参考书籍:《Pairing-Based Cryptography》
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