Chameleon Signature from Bilinear Pairing

Chameleon signatures are non-interactive signatures based on a hash-and-sign paradigm, and similar in efficiency to regular signatures. The distinguishing characteristic of chameleon signatures is that there are non-transferable, with only the designated recipient capable of asserting its validity. In this paper, we introduce a new ID-based chameleon hash function based on bilinear pairing and build the ID-based chameleon signature scheme. Compared with the conventional chameleon hashing functions, the owner of a public hash key in the ID-based chameleon hashing scheme does not necessarily need to retrieve the associated secret key. The scheme enjoys all the attributes in the normal chameleon signature and the added characteristics of ID-based cryptography based on bilinear pairing

Still Wrong Use of Pairings in Cryptography

Several pairing-based cryptographic protocols are recently proposed with a wide variety of new novel applications including the ones in emerging technologies like cloud computing, internet of things (IoT), e-health systems and wearable technologies. There have been however a wide range of incorrect use of these primitives. The paper of Galbraith, Paterson, and Smart (2006) pointed out most of the issues related to the incorrect use of pairing-based cryptography. However, we noticed that some recently proposed applications still do not use these primitives correctly. This leads to unrealizable, insecure or too inefficient designs of pairing-based protocols. We observed that one reason is not being aware of the recent advancements on solving the discrete logarithm problems in some groups. The main purpose of this article is to give an understandable, informative, and the most up-to-date criteria for the correct use of pairing-based cryptography. We thereby deliberately avoid most of the technical details and rather give special emphasis on the importance of the correct use of bilinear maps by realizing secure cryptographic protocols. We list a collection of some recent papers having wrong security assumptions or realizability/efficiency issues. Finally, we give a compact and an up-to-date recipe of the correct use of pairings.Comment: 25 page

Secure Authentication and Privacy-Preserving Techniques in Vehicular Ad-hoc NETworks (VANETs)

In the last decade, there has been growing interest in Vehicular Ad Hoc NETworks (VANETs). Today car manufacturers have already started to equip vehicles with sophisticated sensors that can provide many assistive features such as front collision avoidance, automatic lane tracking, partial autonomous driving, suggestive lane changing, and so on. Such technological advancements are enabling the adoption of VANETs not only to provide safer and more comfortable driving experience but also provide many other useful services to the driver as well as passengers of a vehicle. However, privacy, authentication and secure message dissemination are some of the main issues that need to be thoroughly addressed and solved for the widespread adoption/deployment of VANETs. Given the importance of these issues, researchers have spent a lot of effort in these areas over the last decade. We present an overview of the following issues that arise in VANETs: privacy, authentication, and secure message dissemination. Then we present a comprehensive review of various solutions proposed in the last 10 years which address these issues. Our survey sheds light on some open issues that need to be addressed in the future

Short Group Signatures via Structure-Preserving Signatures: Standard Model Security from Simple Assumptions

International audienceGroup signatures are a central cryptographic primitive which allows users to sign messages while hiding their identity within a crowd of group members. In the standard model (without the random oracle idealization), the most efficient constructions rely on the Groth-Sahai proof systems (Euro-crypt'08). The structure-preserving signatures of Abe et al. (Asiacrypt'12) make it possible to design group signatures based on well-established, constant-size number theoretic assumptions (a.k.a. " simple assumptions ") like the Symmetric eXternal Diffie-Hellman or Decision Linear assumptions. While much more efficient than group signatures built on general assumptions, these constructions incur a significant overhead w.r.t. constructions secure in the idealized random oracle model. Indeed, the best known solution based on simple assumptions requires 2.8 kB per signature for currently recommended parameters. Reducing this size and presenting techniques for shorter signatures are thus natural questions. In this paper, our first contribution is to significantly reduce this overhead. Namely, we obtain the first fully anonymous group signatures based on simple assumptions with signatures shorter than 2 kB at the 128-bit security level. In dynamic (resp. static) groups, our signature length drops to 1.8 kB (resp. 1 kB). This improvement is enabled by two technical tools. As a result of independent interest, we first construct a new structure-preserving signature based on simple assumptions which shortens the best previous scheme by 25%. Our second tool is a new method for attaining anonymity in the strongest sense using a new CCA2-secure encryption scheme which is simultaneously a Groth-Sahai commitment

Pairing-Based Cryptographic Protocols : A Survey

The bilinear pairing such as Weil pairing or Tate pairing on elliptic and hyperelliptic curves have recently been found applications in design of cryptographic protocols. In this survey, we have tried to cover different cryptographic protocols based on bilinear pairings which possess, to the best of our knowledge, proper security proofs in the existing security models

Improvements and New Constructions of Digital Signatures

Ein digitales Signaturverfahren, oft auch nur digitale Signatur genannt, ist ein wichtiger und nicht mehr wegzudenkender Baustein in der Kryptographie. Es stellt das digitale Äquivalent zur klassischen handschriftlichen Signatur dar und liefert darüber hinaus noch weitere wünschenswerte Eigenschaften. Mit solch einem Verfahren kann man einen öffentlichen und einen geheimen Schlüssel erzeugen. Der geheime Schlüssel dient zur Erstellung von Signaturen zu beliebigen Nachrichten. Diese können mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels von jedem überprüft und somit verifiziert werden. Desweiteren fordert man, dass das Verfahren "sicher" sein soll. Dazu gibt es in der Literatur viele verschiedene Begriffe und Definitionen, je nachdem welche konkreten Vorstellungen beziehungsweise Anwendungsgebiete man hat. Vereinfacht gesagt, sollte es für einen Angreifer ohne Kenntnis des geheimen Schlüssels nicht möglich sein eine gültige Signatur zu einer beliebigen Nachricht zu fälschen. Ein sicheres Signaturverfahren kann somit verwendet werden um die folgenden Ziele zu realisieren: - Authentizität: Jeder Empfänger kann überprüfen, ob die Nachricht von einem bestimmten Absender kommt. - Integrität der Nachricht: Jeder Empfänger kann feststellen, ob die Nachricht bei der Übertragung verändert wurde. - Nicht-Abstreitbarkeit: Der Absender kann nicht abstreiten die Signatur erstellt zu haben. Damit ist der Einsatz von digitalen Signaturen für viele Anwendungen in der Praxis sehr wichtig. Überall da, wo es wichtig ist die Authentizität und Integrität einer Nachricht sicherzustellen, wie beim elektronischen Zahlungsverkehr, Softwareupdates oder digitalen Zertifikaten im Internet, kommen digitale Signaturen zum Einsatz. Aber auch für die kryptographische Theorie sind digitale Signaturen ein unverzichtbares Hilfsmittel. Sie ermöglichen zum Beispiel die Konstruktion von stark sicheren Verschlüsselungsverfahren. Eigener Beitrag: Wie bereits erwähnt gibt es unterschiedliche Sicherheitsbegriffe im Rahmen von digitalen Signaturen. Ein Standardbegriff von Sicherheit, der eine recht starke Form von Sicherheit beschreibt, wird in dieser Arbeit näher betrachtet. Die Konstruktion von Verfahren, die diese Form der Sicherheit erfüllen, ist ein vielschichtiges Forschungsthema. Dazu existieren unterschiedliche Strategien in unterschiedlichen Modellen. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns daher auf folgende Punkte. - Ausgehend von vergleichsweise realistischen Annahmen konstruieren wir ein stark sicheres Signaturverfahren im sogenannten Standardmodell, welches das realistischste Modell für Sicherheitsbeweise darstellt. Unser Verfahren ist das bis dahin effizienteste Verfahren in seiner Kategorie. Es erstellt sehr kurze Signaturen und verwendet kurze Schlüssel, beides unverzichtbar für die Praxis. - Wir verbessern die Qualität eines Sicherheitsbeweises von einem verwandten Baustein, der identitätsbasierten Verschlüsselung. Dies hat unter anderem Auswirkung auf dessen Effizienz bezüglich der empfohlenen Schlüssellängen für den sicheren Einsatz in der Praxis. Da jedes identitätsbasierte Verschlüsselungsverfahren generisch in ein digitales Signaturverfahren umgewandelt werden kann ist dies auch im Kontext digitaler Signaturen interessant. - Wir betrachten Varianten von digitalen Signaturen mit zusätzlichen Eigenschaften, sogenannte aggregierbare Signaturverfahren. Diese ermöglichen es mehrere Signaturen effizient zu einer zusammenzufassen und dabei trotzdem alle zugehörigen verschiedenen Nachrichten zu verifizieren. Wir geben eine neue Konstruktion von solch einem aggregierbaren Signaturverfahren an, bei der das Verfahren eine Liste aller korrekt signierten Nachrichten in einer aggregierten Signatur ausgibt anstatt, wie bisher üblich, nur gültig oder ungültig. Wenn eine aggregierte Signatur aus vielen Einzelsignaturen besteht wird somit das erneute Berechnen und eventuell erneute Senden hinfällig und dadurch der Aufwand erheblich reduziert

多人数署名の証明可能安全性に関する研究

筑波大学 (University of Tsukuba)201

Identity-Based Chameleon Hash Scheme Without Key Exposure

In this paper, we propose the first identity-based chameleon hash scheme without key exposure, which gives a positive answer for the open problem introduced by Ateniese and de Medeiros in 2004