رمزنگاری مبتنی بر مشخصه

در این رساله، یکی از مباحث مهم در رمزنگاری یعنی رمزنگاری مبتنی بر مشخصه را موردبررسی قرار می دهیم. رمزنگاری مبتنی بر مشخصه یک نوع از رمزنگاری مبتنی بر شناسه است که دارای انعطاف بیشتر و کاربردهای متنوع تری نسبت به رمزنگاری مبتنی بر شناسه است. در رمزنگاری مبتنی بر مشخصه، شناسه کاربران از چند مشخصه قابل توصیف تشکیل می شود که این ویژگی امکان مدیریت بیشتر و انعطاف بیشتر را برای کاربران و شبکه ها فراهم می کند. ویژگی ها منحصربه فرد این نوع از رمزنگاری موردتوجه بسیاری از پژوهشگران این حوزه قرارگرفته است و پروتکل ها، توابع رمزنگاری، امضاهای رقمی و کاربردهای مختلفی مبتنی بر رمزنگاری مبتنی بر مشخصه تاکنون معرفی شده اند. در این رساله ابتدا به معرفی رمزنگاری مبتنی بر مشخصه و کاربردهای آن می پردازیم ‍‍. سپس یک پروتکل توافق کلید سه بخشی مبتنی بر مشخصه ارائه می کنیم که در این پروتکل سه کاربر که مجموعه مشخصه هایشان خط مشی از پیش تعیین شده ای را برآورده می کنند، بعد از تبادل یکسری اطلاعات یک کلید مشترک می سازند. امنیت پروتکل پیشنهادی بر اساس مدل سروش تصادفی اثبات شده است که برای امنیت قابل اثبات این پروتکل، یک مدل پیشنهادی ارائه می کنیم که بر اساس آن بتوان اثبات کرد که هرگونه حمله موفق بر پروتکل پیشنهادی معادل حل یک مسئله سخت است و بنابراین نتیجه می گیریم که پروتکل پیشنهادی امن است. در ادامه، به یکی از مهم ترین کاربردهای رمزنگاری مبتنی بر مشخصه یعنی ساختارهای کنترل دسترسی امن می پردازیم و با در نظر گرفتن نیازهای امنیتی شبکه های هوشمند انرژی، یک طرح اشتراک داده با استفاده از رمزنگاری مبتنی بر مشخصه ارائه می کنیم. در این طرح اشتراک داده، فرستنده پیام می خواهد داده خود را با یک مجموعه خاص از کاربران شبکه به اشتراک بگذارد. او ابتدا یک ساختار دسترسی تعیین و سپس با استفاده از یک تابع رمزنگاری مبتنی بر مشخصه، داده خود را رمز و به مرکز ذخیره داده ارسال می کند. کاربر گیرنده پیام با استفاده از یک توکن به مرکز ذخیره داده نشان می دهد که مجموعه مشخصه های او با ساختار دسترسی متن رمز شده تطابق دارد و سپس با کمک مرکز ذخیره داده، به متن آشکار دست می یابد. نشان می دهیم که طرح پیشنهادی ، تمامی الزامات امنیتی شبکه های هوشمند انرژی را برآورده می کند و ازلحاظ کارایی برای شبکه های هوشمند انرژی مناسب است.