信息安全安全前沿技术有哪些?

信息安全安全前沿技术有哪些?,第1张

信息安全领域的研究方向和代表人物,这个题目本身非常大。有偏向于应用的有偏向于理论的,且互相之间并不重叠。

密码学理论的最新研究方向可以从三大密码学会议的论文中体现,这三个会议分别为CRYPTO,EUROCRYPT以及ASIACRYPT。接下来根据不同的理论方向还有不同的顶级会议,如纯密码学理论的TCC(Theory of Cryptography),公钥密码学的PKC(Public Key Cryptography),应用密码学的ESORICS,快速加密的FSE,物理安全的ACSAC等等了。

密码学应用的最顶级会议是CCS,Security and Privacy以及Usenix Security。往下根据不同的应用需求,在不同计算机领域的会议中也存在安全相关的论文。如通信领域的INFOCOM,MOBICOM,SIGCOMM这三大会议;数据库领域的SIGMOD,VLDB,ICDE等等。毕竟现在信息安全包罗万象,计算机涉及到数据的领域都逐渐出现了安全类的研究方向了。

下面回到正题:公钥密码学的研究方向和代表人物。公钥密码学的基础理论现在基本已经被几个人垄断了,而且他们互相之间还有各种各样的合作。在此我不准备介绍各个领域的基础概念,因为定义起来太麻烦,而且很抽象。我只给出名词,有兴趣的朋友可以展开进行搜索。

传统公钥密码体制,即我们知道的RSA,ElGamal加密和签名,已经是三十年前的研究成果了。传统公钥密码学现在的研究内容,主要集中在选择密文安全(chosen ciphertext security)的加密方案构造。这一领域的祖师爷是Cramer和Shoup。随后,各种各样满足这样的安全方案被提了出来。近期,大约是2007年开始,学者们的方向是selective opening security的公钥加密方案。因为这个名词还没有权威的翻译,我也不敢乱翻了。这一个领域的权威是Bellare。值得注意的是,在这个领域,中国的学者Junzuo Lai在EUROCRYPT 2014上发表了论文,这是国内密码学界很值得庆祝的一个事情。

接下来是函数加密(Functional Encryption)。函数加密以前的基础是双线应对(bilinear map),现在已经扩展了,这点我后面会说。函数加密的领导者是我非常崇拜的斯坦福大学的Boneh教授。Boneh基本统领了公钥密码学,后面的很多代表人物都是他的学生或者是学生的学生。他首先提出了身份基加密(identity-based encryption),随后他和他的学生一起研究了很多具有多种功能的加密方案,最终将他们统一起来,定义为了函数加密。在函数加密中,有一种有趣的加密方案是属性基加密(attribute-based encryption),这是一个在现有云存储安全中比较实用的一类加密方案,因此单独列举出来。这个子领域的代表人物是Waters。

可搜索加密(searchable encryption)。这种加密分为单钥可搜索加密和公钥可搜索加密。单钥方面我了解的不多,公钥可搜索加密是函数加密的特例,称作密文属性隐藏加密(ciphertext attribute hiding encryption),因此我也不单列方向了。值得注意的是,公钥可搜索加密的提出者也是Boneh。

随后是同态加密。这是一个可能会改变计算机发展的加密模式。我的导师人为同态加密的构造者有可能是图灵奖的候选人。同态加密的提出者是Gentry,他是Boneh的一个学生,但我感觉他已经青出于蓝而胜于蓝了。同态加密现在的基础是格密码学(lattice based cryptography)。现在,研究者一方面进一步构造效率更高的同态加密方案,另一方面也转向了演化而来的新密码学工具:多线性对(multilinear map)的构造和应用中。这个是公钥密码学现在最热的研究方向。

有些人会说为何没有提签名(signature)呢?现在签名方案已经被融合到了函数加密中。实际上,已经有基于函数加密的签名方案的一般性构造。即满足条件的函数加密都可以转化成等价的签名方案。

至于量子密码学,其并不是我的研究方向,因此也不太敢给出具体的热点。

其他方面还有很多,如安全多方计算,多方密钥协商等等。


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