密码系统能够确保通信各方在信道中安全传输信息,保密性和认证性是密码学提供信息安全服务的重要内容。保密性是指信息只为授权用户使用而不能泄露给未授权用户,认证性是指通信各方不能否认以前许诺或行为。公钥加密使可读明文信息变换为不可读的密文信息,数字签名保证接收者确认数据完整性和签名者身份。仅靠公钥加密或数字签名不能满足密码学应用需求,在应用中往往需要对二者进行融合。数字签密在一个逻辑步骤中对传输信息同时执行公钥加密和数字签名,降低了信息在传输过程中执行操作的计算复杂度,相比传统方法节省了计算和通信成本。全书共十四章,内容主要是基础知识、数字签密技术及其在AI安全领域中的应用、总结与展望。学者通过本书能够直观理解每部分知识且掌握适合于AI安全应用场景的可证明安全数字签密技术的设计。本书内容是作者深耕 AI 安全领域数字签密及应用的科研成果。
样章试读
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目录 前言 第1章 数字签密基础知识 1 1.1 密码学理论 1 1.1.1 椭圆曲线密码体制 1 1.1.2 国密标准 3 1.1.3 属性密码理论 5 1.1.4 可搜索公钥加密 8 1.1.5 群签名 8 1.1.6 Hash函数及其性质 9 1.1.7 安全论证模型 10 1.1.8 归约技术 11 1.1.9 群理论 11 1.1.10 同态函数 12 1.2 区块链基础 12 1.2.1 区块链的数据结构 13 1.2.2 区块链层次架构 15 1.2.3 区块链分类 18 1.2.4 区块链存储技术 18 1.2.5 智能合约 20 1.3 跨链协议 21 1.3.1 分布式私钥控制 21 1.3.2 侧链 22 1.3.3 中继链 22 1.3.4 哈希时间锁定合约 24 1.4 网络编码概述 25 1.4.1 网络编码理论 25 1.4.2 单信源网络传输模型 26 1.4.3 多信源网络传输模型 28 1.4.4 污染模型 29 参考文献 30 第2章 基于SM2-CLBSC的去中心化电子现金方案 31 2.1 电子现金支付系统模型 32 2.2 SM2-CLBSC的安全模型 33 2.3 SM2-CLBSC实例构造 34 2.3.1 SM2-CLBSC依赖的困难问题 34 2.3.2 SM2-CLBSC实例 35 2.4 去中心化电子现金方案 37 2.4.1 密钥生成 37 2.4.2 获取电子现金 37 2.4.3 支付电子现金 38 2.4.4 存入电子现金 38 2.5 DECS的安全性证明 38 2.6 DECS在AI金融中的融合应用 42 2.7 负载均衡分片模型 43 2.7.1 高并发场景 43 2.7.2 跨境支付场景 44 2.7.3 网络波动离线场景 45 2.8 DECS的性能分析 45 2.8.1 特征与开销情况 45 2.8.2 能耗情况 46 2.9 本章小结 47 参考文献 48 第3章 基于SM2-CLSC的智能无人机通信方案 49 3.1 用户与IUAV间的安全通信模型 50 3.2 SM2-CLSC实例构造 51 3.2.1 SM2-CLSC依赖的困难问题 51 3.2.2 SM2-CLSC实例 51 3.3 智能无人机安全通信方案 53 3.3.1 系统设置 53 3.3.2 数据采集与签密 54 3.3.3 数据获取与解密 54 3.4 SIUAVCS的安全性证明 54 3.5 SIUAVCS在AI无人机系统中的融合应用 59 3.6 SIUAVCS的性能分析 60 3.7 本章小结 62 参考文献 62 第4章 基于SM9-SC的可溯源电子病历共享方案 63 4.1 BC-TEHRCCSS实例构造 63 4.1.1 BC-TEHRCCSS依赖的困难问题 63 4.1.2 BC-TEHRCCSS实例 64 4.2 BC-TEHRCCSS的安全性证明 68 4.3 智能医疗的数据存储过程 70 4.4 BC-TEHRCCSS的性能分析 71 4.5 本章小结 72 参考文献 72 第5章 基于HECCLSC的安全多信源网络编码方案 74 5.1 AI云计算系统模型 74 5.2 SMSNCS实例构造 75 5.2.1 SMSNSC依赖的数学知识 75 5.2.2 SMSNCS实例 75 5.3 HECCLSC-SNCS的安全性证明 77 5.4 本章小结 82 参考文献 82 第6章 基于ECC-CLSC的医疗数据跨链共享方案 83 6.1 AI医疗的跨链系统模型 83 6.2 MDCCSS实例构造 84 6.2.1 MDCCSS依赖的困难问题 84 6.2.2 MDCCSS实例 85 6.3 MDCCSS赋能AI医疗的跨链数据共享 87 6.4 医疗数据的删除或修改 88 6.5 MDCCSS的安全性证明 89 6.6 MDCCSS的性能分析 94 6.6.1 特征与安全指标 94 6.6.2 计算开销 95 6.6.3 通信开销 96 6.7 本章小结 96 参考文献 97 第7章 ICV边云协同下可搜索属性签密方案 98 7.1 智能车联网系统模型 98 7.2 ICV-ECCSABSC实例构造 100 7.2.1 ICV-ECCSABSC依赖的数学知识 100 7.2.2 ICV-ECCSABSC实例 100 7.3 ICV-ECCSABSC的安全性证明 103 7.4 ICV-ECCSABSC的性能分析 106 7.4.1 关键词搜索机制效率对比 106 7.4.2 计算外包效率 106 7.4.3 搜索延迟情况 106 7.4.4 功能特性及开销情况 107 7.5 本章小结 108 参考文献 108 第8章 医疗区块链下基于身份的可搜索属性签密方案 110 8.1 BCH-IDSASCS赋能的系统模型 110 8.2 BCH-IDSASCS实例构造 111 8.2.1 BCH-IDSASCS依赖的数学知识 111 8.2.2 BCH-IDSASCS实例 112 8.3 BCH-IDSASCS的安全性证明 115 8.4 BCH-IDSASCS的性能分析 118 8.5 本章小结 120 参考文献 120 第9章 基于联盟链的身份环签密方案 122 9.1 CB-IDRSCS实例构造 122 9.1.1 交易节点认证 122 9.1.2 节点构成 123 9.1.3 CB-IDRSCS依赖的困难问题 124 9.1.4 CB-IDRSCS实例 124 9.2 CB-IDRSCS的安全性证明 127 9.3 CB-IDRSCS的性能分析 129 9.4 本章小结 131 参考文献 131 第10章 基于SM2-CLRSC的可链接电子投诉方案 132 10.1 AI电子投诉系统模型 132 10.2 SM2-TCLRSC实例构造 134 10.2.1 环签密工作原理 134 10.2.2 SM2-TCLRSC依赖的困难问题 134 10.2.3 SM2-TCLRSC实例 135 10.3 可链接电子投诉方案 139 10.3.1 系统设置 139 10.3.2 信息收集和签密 139 10.3.3 数据获取和解签密 139 10.3.4 链接和追踪 140 10.3.5 确认和否认 140 10.4 LECS的安全性证明 140 10.5 LECS在AI投诉中的融合应用 145 10.6 LECS的性能分析 146 10.6.1 特征分析 146 10.6.2 性能优化 147 10.6.3 计算开销 148 10.6.4 通信开销 148 10.7 本章小结 148 参考文献 149 第11章 基于ABSC的可追溯农业供应链数据共享方案 150 11.1 AI农业供应链的系统模型 150 11.2 ABSC实例构造 151 11.2.1 ABSC依赖的困难问题 151 11.2.2 ABSC实例 152 11.3 可追踪农业供应链数据共享方案 155 11.3.1 密钥生成 155 11.3.2 厂商A签密共享私有数据 156 11.3.3 数据跨链交互 156 11.3.4 厂商B解密并验签数据 156 11.4 TASC-DSS的安全性证明 156 11.5 TASC-DSS的融合应用 159 11.6 TASC-CCDSS的性能分析 160 11.7 本章小结 162 参考文献 162 第12章 基于SM9-ASC的边缘计算在线考试认证方案 163 12.1 AI在线考试系统模型 164 12.2 SM9-ASC实例构造 165 12.2.1 SM9-ASC依赖的数学知识 165 12.2.2 SM9-ASC实例 165 12.3 边缘计算考试认证方案 167 12.4 ECOEAS的安全性证明 168 12.5 ECOEAS在AI在线考试中的融合应用 170 12.6 ECOEAS的性能分析 171 12.6.1 安全属性分析 172 12.6.2 开销分析 172 12.7 本章小结 173 参考文献 173 第13章 基于同态CLRSC的安全网络编码方案 175 13.1 AI匿名投票模型 175 13.2 HCLRSC-SNCS实例构造 176 13.2.1 HCLRSC-SNCS依赖的困难问题 176 13.2.2 HCLRSC-SNCS实例 176 13.3 HCLRSC-SNCS的安全性证明 178 13.4 本章小结 184 参考文献 185 第14章 总结与展望 186 14.1 全书总结 186 14.2 未来展望 186