IBE的基本原理
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PKI技术
IBE
Identity-Based Encryption，简称IBE，基于身 份的加密
最早由Shamir于1984年提出 初衷是简化电子邮件系统中的证书管理 任何一对用户之间能够安全的通信以及在不需要交
换私钥和公钥的情况下验证每个人的签名，并且不 需要保存密钥目录及第3方服务。
Identity-Based Cryptography，简称IBC，基于 身份的密码学
A
B
6
IBE工作原理(5)
在实体从PKG获取自己私钥的过程中， PKG需要对实体身份进行鉴别：
防止冒充者获取该实体的私钥 私钥只能由相应的实体获取，否则就没有
秘密可言
7
IBE的实现(1)
Shamir于1984年提出IBE的概念 基于身份的数字签名方案Shamir在1984
年就已提出 2001年，Boneh等人利用椭圆曲线的双
4
IBE工作原理(3)
IBE下实体间的通信
实体A想和实体B进行安全通信
① 根据实体B的ID以及PKG发布的公钥参数，计 算出实体B的公钥，加密信息后发送给实体B
② 如果实体B尚未从PKG获取自己的私钥，就从 PKG获取自己的私钥
③ 实体B通过私钥解密实体A发送的信息
如下页图所示
5
IBE工作原理(4)
其中，Fun1和Fun2都是公开的函数。
Private Key Generator Master Key（保密） Public Params（公开）
计算B的公钥
PubB=Fun1(Params, IDB) 加密信息并发送
获取自己的私钥 PriB=Fun2(MasterKey, IDB)
解密A发送PKI技术
线性对才得到Shamir意义上的基于身份 的加密体制
8
IBE的实现(2)-Boneh方案
Boneh方案的安全性建立在CDH (Computational Diffie—Hellman) 困难问题的 一个变形之上，称为WDH (Weil Diffie— Hellman) 困难问题
Boneh方案核心:使用了超奇异椭圆曲线上的一 个双线性映射— — Weil Pairing
3
IBE工作原理(2)
IBE的系统流程：
Step 1:系统初始化。PKG生成主密钥和公开 参数，保密主密钥，而公开参数需要公开
Step 2:私钥生成。PKG根据主密钥和用户的 ID生成用户的私钥
Step 3:加密消息。用某实体的ID和公开参数 计算公钥并加密消息
Step 4:解密消息。实体通过私钥解密
2
IBE工作原理(1)
私钥生成器(Private Key Generator,简称 为PKG）
IBE体系中的核心部分 功能：
在IBE系统初始化时，产生主密钥(Master Key) 和公开参数(Public Params)，并公开发布Public Params
根据用户的ID，为用户生成相应的私钥
IBE
Identity-Based Encryption，简称IBE，基于身 份的加密
最早由Shamir于1984年提出 初衷是简化电子邮件系统中的证书管理 任何一对用户之间能够安全的通信以及在不需要交
换私钥和公钥的情况下验证每个人的签名，并且不 需要保存密钥目录及第3方服务。
Identity-Based Cryptography，简称IBC，基于 身份的密码学
A
B
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IBE工作原理(5)
在实体从PKG获取自己私钥的过程中， PKG需要对实体身份进行鉴别：
防止冒充者获取该实体的私钥 私钥只能由相应的实体获取，否则就没有
秘密可言
7
IBE的实现(1)
Shamir于1984年提出IBE的概念 基于身份的数字签名方案Shamir在1984
年就已提出 2001年，Boneh等人利用椭圆曲线的双
4
IBE工作原理(3)
IBE下实体间的通信
实体A想和实体B进行安全通信
① 根据实体B的ID以及PKG发布的公钥参数，计 算出实体B的公钥，加密信息后发送给实体B
② 如果实体B尚未从PKG获取自己的私钥，就从 PKG获取自己的私钥
③ 实体B通过私钥解密实体A发送的信息
如下页图所示
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IBE工作原理(4)
其中，Fun1和Fun2都是公开的函数。
Private Key Generator Master Key（保密） Public Params（公开）
计算B的公钥
PubB=Fun1(Params, IDB) 加密信息并发送
获取自己的私钥 PriB=Fun2(MasterKey, IDB)
解密A发送PKI技术
线性对才得到Shamir意义上的基于身份 的加密体制
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IBE的实现(2)-Boneh方案
Boneh方案的安全性建立在CDH (Computational Diffie—Hellman) 困难问题的 一个变形之上，称为WDH (Weil Diffie— Hellman) 困难问题
Boneh方案核心:使用了超奇异椭圆曲线上的一 个双线性映射— — Weil Pairing
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IBE工作原理(2)
IBE的系统流程：
Step 1:系统初始化。PKG生成主密钥和公开 参数，保密主密钥，而公开参数需要公开
Step 2:私钥生成。PKG根据主密钥和用户的 ID生成用户的私钥
Step 3:加密消息。用某实体的ID和公开参数 计算公钥并加密消息
Step 4:解密消息。实体通过私钥解密
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IBE工作原理(1)
私钥生成器(Private Key Generator,简称 为PKG）
IBE体系中的核心部分 功能：
在IBE系统初始化时，产生主密钥(Master Key) 和公开参数(Public Params)，并公开发布Public Params
根据用户的ID，为用户生成相应的私钥