以GGH密码体制为例,验证密钥生成、加密、解密、第三方破译
时间: 2023-12-22 09:03:40 浏览: 34
GGH密码体制是一种基于格的加密方案,下面分别介绍其验证密钥生成、加密、解密、以及第三方破译。
验证密钥生成:
1. 随机生成一个整数 $n$,满足 $n \in [0, q)$,其中 $q$ 是一个大素数。
2. 随机生成 $m$ 个向量 $\mathbf{u}_1, \mathbf{u}_2, \cdots, \mathbf{u}_m$,其中每个向量的元素都满足 $u_{i,j} \in [0, q)$。
3. 计算 $m \times m$ 的格基矩阵 $\mathbf{B}$,其中 $\mathbf{B}_{i,j} = \langle \mathbf{u}_i, \mathbf{u}_j \rangle$。
4. 判断 $\det(\mathbf{B}) \neq 0$。如果成立,则这个格是可约的,需要重新生成 $n, \mathbf{u}_1, \cdots, \mathbf{u}_m$;否则这个格是不可约的,可以用来进行加密和解密。
加密:
1. 随机生成一个长度为 $m$ 的向量 $\mathbf{r}$,其中每个元素都满足 $r_i \in [0, q)$。
2. 计算 $\mathbf{c} = n\mathbf{r} + \mathbf{mB}$,其中 $\mathbf{m}$ 是需要加密的明文向量。
3. 将 $\mathbf{c}$ 发送给接收方。
解密:
1. 计算 $\mathbf{v} = \mathbf{c} \bmod n$,其中 $\bmod$ 表示模运算。
2. 使用 LLL 算法对 $\mathbf{B}$ 进行约化,得到一个新的格基矩阵 $\mathbf{B'}$。
3. 计算 $\mathbf{v'} = \mathbf{v} \mathbf{B'}^{-1} \bmod q$。
4. 将 $\mathbf{v'}$ 解密为明文。
第三方破译:
1. 第三方截获了 $\mathbf{c}$。
2. 使用 LLL 算法对 $\mathbf{B}$ 进行约化,得到一个新的格基矩阵 $\mathbf{B'}$。
3. 计算 $\mathbf{v'} = \mathbf{c} \mathbf{B'}^{-1} \bmod q$。
4. 使用 $\mathbf{v'}$ 的信息尝试破解明文。由于 LLL 算法是一个近似算法,所以破解的成功率并不高。