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1997년 Yuliang Zheng에 의해 제안된 Signcryption은 서명과 암호 기법을 결합한 하이브리드 공개키 프리미티브로서 서명 기법 후 암호 기법을 각각 적용한 기법보다 계산 및 통신비용 측면에서 높은 효율성을 갖는 기법이다. 또한 PAK(Pass-word-Authenticated Key Exchange) 프로토콜은 사용자가 암기하거나 휴대하기 쉬운 짧은 길이의 패스워드를 기반으로 통신주체를 상호 인증하고, 결과적으로 안전한 통신을 위하여 충분히 큰 길이의 세션키를 분배하는 프로토콜이다. 본 논문에서는 PAK와 Signcryption의 특징을 이용하여 참여자의 비밀 정보를 이용한 상호 인증 및 안전한 통신을 위한 키 분배 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안 프로토콜의 보안성을 증명하고 효율성을 비교한다.

A Signcryption proposed by Yuliang Zheng in 1997 is a hybrid public key primitive that combines a digital signature and a encryption. It provides more efficient method than a straightforward composition of an signature scheme with a encryption scheme. In a mobile communication environment, the authenticated key agreement protocol should be designed to have lower computational complexity and memory requirements. The password-based authenticated key exchange protocol is to authenticate a client and a server using an easily memorable password. This paper proposes an secure Authenticated Key Exchange protocol using Signcryption scheme. In Addition we also show that it is secure and a more efficient that other exiting authenticated key exchange protocol.

Y. Zheng은 기존의 서명 후 암호화(signature-then-encryption)기법을 기반으로하여 디지털 서명 기법과 대칭키 암호 기법을 결합시킨 signcryption이라는 새로운 기법을 제안하였다. Signcryption은 기밀성과 인증성을 동시에 만족시키면서 계산량과 통신비용을 줄여 효율성을 높인 방법이다. 또한, C. Gamage등은 대리 서명 기법과 signcryption 기법을 효율적으로 결합시킨 proxy-signcryption 기법을 제안 하였다. 그러나 이 두 기법에서 송신자의 개인키가 드러날 경우 그 개인키를 알게되는 사람은 과거에 송신자가 생성한 signcrypt된 문서를 복호화 할 수 있게된다. 즉, 기존의 signcryption 기법은 송신자의 개인키에 대한 forward secrecy의 성질을 제공하지 못한다. 본 논문서는 Zheng의 기법을 변형하여 forward secrecy를 제공하는 signcryption기법과 proxy-signcryption을 제안한다.

Y. Zheng introduced a new type of cryptograghic primitive as \"signcryption\", which combines a function of digital signature scheme with a symmetric key encryption algorithm. Signcryption doesn\`t only provide authenticity and confidentiality in a single step, but also give more efficient computation than the traditional \"signature-then-encryption\". And C. Gamage proposed a proxy-signcryption that efficiently combines a proxy signature with the signcryption. But, in the proposed signcryption schemes, one who obtains the sender\`s private key can recover the original message of a signcrypted text. That is, forward secrecy is not offered by the signcryption scheme with respect to the sender\`s private key. In this paper, we will propose a modified signcryption of Zheng\`s signcryption and a variant of proxy-signcryption with forward secrecy.ith forward secrecy.

Distributed signcryption은 특정한 집단에게 서명과 암호가 동시에 된 메시지를 분산시키는 목적으로 설계되었다. 이 signcryption은 unsigncryption 시, 서명자의 공개키를 미리 알고 있어야 서명에 대한 검증을 할 수 있기 때문에 서명자의 익명성을 요하는 전자상거래 응용에서는 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 계산량의 증가없이 서명자의 익명성과 신뢰기관에 의한 부인방지(non-repudiation) 기능을 동시에 제공하는 distributed signcryption을 제안하고, 그 안전성과 연산량을 분석한다. 이에 더하여 제안하는 signcryption의 확장으로 집단서명(group signature)의 성질을 가지는 효율적인 집단 signcryption을 제안한다.

Distributed signcryption was specially designed for distributing a signcrypted message to a designated group. Since a verifier of this signcryption should how the signer's public key in advance, it cannot provide the signer's anonymity. This study adds anonymity and non-repudiation by trusted party to the distributed signcryption with almost the same computational load. We also analyze security and computational loads of the proposed scheme. In addition, we extend our scheme to an efficient group signcryption.

Y. Zheng suggested a new concept called signcryption that provides confidentiality with digital signature properties. The signcryption scheme is more efficient than general method what we call first-sign-then-encrypt of first-encrypt-then-sign in computational and communicational cost. But H. Petersen et al pointed out weakness to Y. Zheng' scheme and suggested new one. In this paper we survey three signcryption schemes suggested by Y, Zheng and H. Petersen et al respectively and cryptanalysis. M. Michel's revised scheme. And we suggest a new signcryption is more efficient when originator makes several signcryption on the same document.

Signcryption은 메시지의 인증과 은닉성을 동시에 효율적으로 제공하기 위하여 제안되었다. 현재까지 제안된 기법 들에서는 signcrypt된 메시지를 받은 지정된 어떠한 수신자도 혼자 unsigncrypt한 뒤 메시지를 확인할 수 있다. 본 논문에서는 t명 이상이 unsigncrypt 과정에 참여해야만 unsigncrpt가 가능한 (t,n)-threshold 기법을 제안한다.

Signcryption has been proposed to provide authentication md confidentiality of a message efficiently. In the existing schemes, any recipient can unsigncrypt the signcrypted message alone. In this paper, we propose a (t,n)-threshold signcryption scheme in which at least t recipients must participate in an unsigncryption process.

This paper presents a strong designated verifiable signcryption scheme, in which a message is signcrypted by a signcryptor and only a specific receiver, who called a "designated verifier", verifies it using his own secret key. The scheme is secure, as an adversary can not verify the signature even if the secret key of the signer is compromised or leaked. The security of the proposed scheme lies in the complexity of solving two computationally hard problems, namely, the Discrete Logarithm Problem (DLP) and the Integer Factorization Problem (IFP). The security analysis of the scheme has been done and it is proved that, the proposed scheme can withstand an adaptive chosen ciphertext attack. This scheme can be very useful in organizations where there is a need to send confidential documents to a specific recipient. This scheme can also be applicable to real life scenarios, such as, e-commerce applications, e-banking and e-voting.

Signcryption is a very useful cryptographic primitive that aims to achieve authentication and confidentiality and in an efficient manner. We cryptanalyze the signcryption scheme of Luo and Ma (2019) which is claimed to be secure. Further, we propose a corresponding modification to show how their signcryption scheme can be made more secure in our proposed signcryption scheme. The security analysis is also applicable to other signcryption schemes with similar design.

ID기반 사인크립션(Signcryption) 기법은 메시지의 기밀성과 메시지 인증을 동시에 제공한다. 하지만 높은 연산 비용이 요구되기 때문에 스마트카드나 PDA와 같은 저전력 디바이스 환경에서는 사용되기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 개념의 기법이 온라인/오프라인 기법이다. 온라인/오프라인 기법은 서명이나 암호화의 연산 단계를 두 단계로 나누어서 한다. 첫 번째 단계는 오프라인 단계로서 서명 또는 암호화될 메시지를 알기 전에 수행할 수 있는 연산을 미리 하는 단계이다. 두 번째 단계는 온라인 단계로서 보낼 메시지와 수신자의 공개키를 알고 나서 서명 또는 암호화 연산을 수행하는 단계이다. 온라인 단계에서는 가능한 한 페어링이나 지수승 같은 연산 비용이 높은 연산을 하지 않게 설계되어 진다. 이러한 온라인 단계의 효율성 때문에 비용의 한계가 있는 디바이스에서 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 기밀성과 메시지 인증을 제공하는 ID기반 사인크립션을 제안하고, 저전력 디바이스에서 사용될 수 있는 ID기반 온라인/오프라인 사인크립션 기법을 제안한다. 이 기법은 랜덤오라클 모델에 안전성을 두지 않는 최초의 ID기반 온라인/오프라인 사인크립션 기법이다.

Signcryption is a cryptographic primitive which offers authentication and confidentiality simultaneously with a cost lower than signing and encrypting the message independently. We propose a new cryptographic notion called Identity-based online/offline signcryption. The notion of online/offline scheme can be divided into two phases, the first phase is performed offline prior to the arrival of a message to be signed or encrypted and the second phase is performed online phase after knowing the message and the public key of recipient. The Online phase does not require any heavy computations such as pairings or exponents. It is particularly suitable for power-constrained devices such as smart cards. In this paper, we propose ID-based signcryption scheme and ID-based online/offline signcryption scheme where the confidentiality and authenticity are simultaneously required to enable a secure and trustable communication environment. To our best knowledge, this is the first ID-based online/offline signcryption scheme that can be proven secure in the standard model.

C. Gamage 등은 M. Mambo 의 대리 서명 방시과 Y. Zheng의 signcryption 방식을 이용하여 사용자가 상대 적으로 계산 능력이 뛰어난 서버에 의존하여 암호화 및 서명을 생성할 수 있는 proxy-signcryption 방식을 제안하였다 그러나 그들이 제안한 방식을 실제 응용에 적용할 경우 사용자가 proxy agent를 대신하여 정당한 proxy-signcryption을 생성할 수 있을 뿐만아니라 자신이 전송한 메시지에 대해 부인하는 경우 리를 판단할 수 없으므로 proxy agent를 보호 할 수 없다는 문제점이 있다 따라서 본 논문에서는 대리인 보호형 대리 서명 방식과 N. Asokan 의 S3(Server Supported Signnatures)를 이용하여 proxy agent를 보호할 수 있고 송신자 부인 봉쇄를 제공하여 실제 응용에 적용할 수 있는 proxy-signcryption 방식을 제안하고자 한다. 또한 본 논문에서 제안하는 proxy-signcryption 방식은 한국형 디지털 서명 표준안인 KCDSA(Korean Certificate-based Digital Signature Algorithm)를 이용한다.

The used algorithm in cryptography represents the facts for compution and/or computation costs in general. The motivation for any problem is primitive generators that makes the protocol a big advantage over the technology augmentation. This manuscript presents a methodological approach on session specific challenge-response protocol for a better, improved and stronger security on reduced costs. The basic primitives are applying on Diffie-Hellman and Elliptic Curve Cryptography. The purpose is proving the security properties for protocol compositional logic that focuses on privacy rights in information assessment in multidisciplinary obligations. In addition, we portrats a signcryption approach for password authenticated key exchange protocol for multilayer consensus, which logically combines individual signature and encryption cost in the form of reduced computational cost and communications cost in single stride of operation. The overall computation time potentially reduces for the proposed methodology on key generation and signature. The results for ECC based multilayer consensus key generation approach are testing on Automated Validation of Internet Security Protocol Architecture (AVISPA) tool and SPAN tool. Further, by preserving the definition of signcryption, we enhanced the same scheme in relations to the other proposed schemes.

Certificateless public key cryptography is an attractive paradigm which combines advantages of both traditional certificate-based and ID-based public key cryptosystems. In this paper, the author formalizes the definition and the security model for certificateless signcryption (CLSC), and proposes a CLSC scheme that is proved to be secure in the random oracle model. The CLSC scheme satisfies such desirable properties as message confidentiality, signature unforgability, public verifiability and forward secrecy. Moreover, the scheme achieves significant efficiency in that it requires general cryptographic hash functions instead of the MapToPoint function which is inefficient and probabilistic, and the public/private key of a user in the scheme is a single group element, and it is unnecessary to check the validity of the public key, and signcryption algorithm needs no pairing operation while the reverse operation only requires two pairing computations.

The lack of data security in public mobile telecommunication system increases the need for a strong data protection and security mechanisms. Cryptography is considered as one of the key elements that provides security for mobile systems. Signcryption algorithm, which is based on public key cryptography, provides both confidentiality and authenticity in one step. Moreover, hardware implementations of cryptographic algorithms provide scalable solutions to enhance the level of security of the existing hardware. In this paper, we present a case study on using a DSP board to construct a secure communication channel. We use the constructed DSP board as a hardware cryptosystem to increase the security of transmitted data using any mobile communication system. We evaluate the performance by computing the consumed time by encryption/decryption process, while implementing the Schnorr Signcryption scheme on a DSP. Furtheremore, we propose an enhanced model of applying multiple DSP using pipelines and parallelization technique to decrease the consumed time in the whole process.

Machine-to-machine (M2M) communication brings numerous challenges in security which traditional communication models have not yet addressed. Particularly, due to their inherent unguarded, low- cost, and mass-deployed nature, M2M devices would invite new threats in security with the collaboration of multiple entities to perform collaborative tasks that rely on communication. This paper considers the security issues at network layer, where in routing and packet forwarding are the main operations. We propose a novel efficient security scheme in order to provide various security characteristics, such as authentication, confidentiality, integrity and non-repudiation for machine to machine networks. In our security mechanism, we implemented the adaptive identity-based signcryption to define the proposed security mechanism in context of dynamic source routing (DSR) protocol. Without any assumption of pre-fixed trust relationship between nodes, the wireless network works in a self-organizing way to provide key generation and key management services using secret sharing algorithm in the traditional public-key infrastructure (PKI).

Signcryption is a cryptographic primitive that can provide valid solution for authentication and confidentiality. In this paper, an efficient identity-based signcryption scheme from lattice was proposed. Our scheme based on Macciancio and Piekert’s trapdoor generation method and delegate algorithm for lattice. Our main idea is that establish the identity-based system master key via trapdoor generation method for lattice, and extract user’s key by trapdoor delegate algorithm. With the aid of random oracle, we prove that the proposed scheme has CCA security under the learning with errors (LWE) assumption and unforgeability against adaptive chosen messages attacks under the small integer solution (SIS) assumption. Comparison with signature-then-encryption approach shows that our scheme is efficient.

Anonymous signcryption is a novel cryptographic primitive motivated from ring signature. It is an important method to realize the signcrypter identities' ambiguity. In this paper, we propose an identity-based anonymous signcryption scheme for multiple receivers in the standard model. The proposed scheme satisfies the semantic security, unforgeability and signcrypter identity's ambiguity. We also give the formal security proof on its semantic security under the hardness of Decisional Bilinear Diffie-Hellman problem and its unforgeability under the Computational Diffie-Hellman assumption.

Certificateless public key cryptography (CL-PKC) is an appealing paradigm with the advantages of both conventional public key cryptosystem and ID-based cryptosystem because it avoids using certificates and eliminates the key escrow problem. Ring signcryption is an attractive primitive which allows one user to send a message anonymously, confidentially and authentically. Recently, Qi et al. proposed a novel certificateless ring signcryption scheme with bilinear pairings, and claimed the scheme is provably-secure in the random oracle model. In this paper, we reveal that Qi et al.’s scheme is not secure against both a Type I adversary and a Type II adversary. By giving specific attacks, we found it is unable to meet the fundamental requirements of confidentiality and unforgeability.

현재 PGP(Pretty Good Privacy)와 S/MIME(Secure/Multipurpose Internet Mail Extension)와 같은 여러 가지 이메일 보안 프로토콜들이 제안되어 사용되고 있으나 이들 프로토콜은 최근 중요시되고 있는 보안 요구사항인 전방향 안전성을 보장하지 못한다. 최근에 이 요구사항을 충족하는 이메일 보안 프로토콜들이 제안되었으나 현실적이지 못한 가정 하에 설계되었거나 효율성 측면에서 개선이 필요한 프로토콜들이다. 또한 일부 프로토콜들은 실제 완전한 전방향 안전성을 제공하지 못하고 있다. 이 논문에서는 이 부분을 개선하고, 완전한 전방향 안전성을 제공하는 안전한 이메일 프로토콜을 제안한다. 제안되는 프로토콜은 Zheng 의 signcryption 기법을 사용하여 효율적이고 안전한 인증을 제공한다.

Signcryption은 공개키 암호와 디지털 서명을 결합한 하이브리드 공개키 프리미티브이다. Signcryption은 디지털 서명 수행 후 암호화 과정을 수행하는 프로토콜보다 연산량과 통신량에서 월등한 우월성을 보여준다. 그러나 Signcryption 기법을 이용한 상호 인증 및 키 교환 프로토콜은 적용시스템(예를 들어 모바일 네트워크)에 따라 많은 연산량과 통신량(상대적으로 모바일과 무선 네트워크에 대해)이 부담이 된다. 이에 이동망과 모선 네트워크에 적합한 적은 연산량과 통신량의 특성을 가진 상호 인증 및 키 교환 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서는 두 참여자 사이에서 참여자의 상호 인증과 안전한 통신을 위해 Signcryption을 이용한 EC 기반의 안전한 인증된 키 교환 프로토콜을 제안한다. 그리고 제안 프로토콜의 보안성을 증명하고 효율성을 비교한다.

Signcryption 알고리즘은 전자서명과 암호화를 한번의 연산으로 수행할 수 있는 알고리즘으로 기존의 방식인 전자서명과 암호화를 개별적으로 수행하는 방식에 비해 효율성이 우수하다고 알려져 있다. 본 논문에서는 Signcryption 알고리즘을 SSL에 적용하는 방법을 기술하고 적용된 방법이 효율성 측면에서 우수함을 보인다.

본 논문에서는 Y. Watanabe et al.에 의해 제안된 서명부가문서를 이용한 부정자 추적기법을 분석하여 PKI(Public Key Infrastructure)기반에서 구현 가능하도록 프로토콜을 재구성하고, 그 안전성을 분석한다. 그리고 변형된 Signcryption을 이용한 프로토콜을 제안하여 기존의 유사 프로토콜과 비교·분석하여 제안된 프로토콜이 더욱 효율적임을 보인다.