Identity-based cryptography from paillier cryptosystem.

Au Man Ho Allen.Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2005.Includes bibliographical references (leaves 60-68).Abstracts in English and Chinese.Abstract --- p.iAcknowledgement --- p.iiiChapter 1 --- Introduction --- p.1Chapter 2 --- Preliminaries --- p.5Chapter 2.1 --- Complexity Theory --- p.5Chapter 2.2 --- Algebra and Number Theory --- p.7Chapter 2.2.1 --- Groups --- p.7Chapter 2.2.2 --- Additive Group Zn and Multiplicative Group Z*n --- p.8Chapter 2.2.3 --- The Integer Factorization Problem --- p.9Chapter 2.2.4 --- Quadratic Residuosity Problem --- p.11Chapter 2.2.5 --- Computing e-th Roots (The RSA Problem) --- p.13Chapter 2.2.6 --- Discrete Logarithm and Related Problems --- p.13Chapter 2.3 --- Public key Cryptography --- p.16Chapter 2.3.1 --- Encryption --- p.17Chapter 2.3.2 --- Digital Signature --- p.20Chapter 2.3.3 --- Identification Protocol --- p.22Chapter 2.3.4 --- Hash Function --- p.24Chapter 3 --- Paillier Cryptosystems --- p.26Chapter 3.1 --- Introduction --- p.26Chapter 3.2 --- The Paillier Cryptosystem --- p.27Chapter 4 --- Identity-based Cryptography --- p.30Chapter 4.1 --- Introduction --- p.31Chapter 4.2 --- Identity-based Encryption --- p.32Chapter 4.2.1 --- Notions of Security --- p.32Chapter 4.2.2 --- Related Results --- p.35Chapter 4.3 --- Identity-based Identification --- p.36Chapter 4.3.1 --- Security notions --- p.37Chapter 4.4 --- Identity-based Signature --- p.38Chapter 4.4.1 --- Security notions --- p.39Chapter 5 --- Identity-Based Cryptography from Paillier System --- p.41Chapter 5.1 --- Identity-based Identification schemes in Paillier setting --- p.42Chapter 5.1.1 --- Paillier-IBI --- p.42Chapter 5.1.2 --- CGGN-IBI --- p.43Chapter 5.1.3 --- GMMV-IBI --- p.44Chapter 5.1.4 --- KT-IBI --- p.45Chapter 5.1.5 --- Choice of g for Paillier-IBI --- p.46Chapter 5.2 --- Identity-based signatures from Paillier system . . --- p.47Chapter 5.3 --- Cocks ID-based Encryption in Paillier Setting . . --- p.48Chapter 6 --- Concluding Remarks --- p.51A Proof of Theorems --- p.53Chapter A.1 --- "Proof of Theorems 5.1, 5.2" --- p.53Chapter A.2 --- Proof Sketch of Remaining Theorems --- p.58Bibliography --- p.6

Secure multi party computations for electronic voting

Στην παρούσα εργασία, μελετούμε το πρόβλημα της ηλεκτρονικής ψηφοφορίας. Θεωρούμε ότι είναι έκφανση μιας γενικής διαδικασίας αποφάσεων που μπορεί να υλοποιηθεί μέσω υπολογισμών πολλαπλών οντοτήτων, οι οποίοι πρέπει να ικανοποιούν πολλές και αντικρουόμενες απαιτήσεις ασφαλείας. Έτσι μελετούμε σχετικές προσεγγίσεις οι οποίες βασιζονται σε κρυπτογραφικές τεχνικές, όπως τα ομομορφικά κρυπτοσυστήματα, τα δίκτυα μίξης και οι τυφλές υπογραφές. Αναλύουμε πώς προσφέρουν ακεραιότητα και ιδιωτικότητα (μυστικότητα) στην διαδικασία και την σχέση τους με την αποδοτικότητα. Εξετάζουμε τα είδη λειτουργιών κοινωνικής επιλογής που μπορούν να υποστηρίξουν και παρέχουμε δύο υλοποιήσεις. Επιπλέον ασχολούμαστε με την αντιμετώπιση ισχυρότερων αντιπάλων μη παρέχοντας αποδείξεις ψήφου ή προσφέροντας δυνατότητες αντίστασης στον εξαναγκασμό. Με βάση την τελευταία έννοια προτείνουμε μια τροποποίηση σε ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο. Τέλος μελετούμε δύο γνωστές υλοποιήσεις συστημάτων ηλεκτρονικής ψηφοφοριας το Helios και το Pret a Voter .In this thesis, we study the problem of electronic voting as a general decision making process that can be implemented using multi party computations, fulfilling strict and often conflicting security requirements. To this end, we review relevant cryptographic techniques and their combinations to form voting protocols. More specifically, we analyze schemes based on homomorphic cryptosystems, mixnets with proofs of shuffles and blind signatures. We analyze how they achieve integrity and privacy in the voting process, while keeping efficiency. We examine the types of social choice functions that can be supported by each protocol. We provide two proof of concept implementations. Moreover, we review ways to thwart stronger adversaries by adding receipt freeness and coercion resistance to voting systems. We build on the latter concept to propose a modification to a well known protocol. Finally, we study two actual e-Voting implementations namely Helios and Pret a Voter