基于SM2 的多接收方公钥加密方案*

赖俊祚, 黄正安, 翁 健, 吴永东

1. 暨南大学, 广州510632

2. 鹏城实验室, 深圳518055

1 引言

自2008 年中本聪发表题为《比特币: 一种点对点的电子现金系统》[1]的白皮书以来, 作为比特币核心技术的区块链开始快速发展. 从技术应用的角度来看, 区块链可视为一种分布式数据库, 它使用密码学、时间戳和共识算法技术等实现了去中心化的分布式架构. 区块链具有去中心化、可追溯、集体维护、透明开放、无法篡改等特点[2], 这些特点为区块链构建了信任基础, 解决了信息不对称的问题, 使其广泛适用于多用户、多接收方的应用场景. 然而, 如何在一个不依赖任何信任机构、透明开放的区块链系统上对用户关键数据进行隐私保护, 这一问题仍未能得到有效解决. 常规的公钥加密虽然能保证机密性, 但在多接收方的场景下计算成本呈线性增长, 极大影响加密效率. 一种比较合适的解决方案是先采用随机数重用的多接收方公钥加密方案对数据进行加密, 再将密文数据传到链上. 与常规公钥加密相比, 这种加密类型效率更高, 更适合区块链等去中心化、多接收方的应用场景, 能起到更好的隐私保护效果.

多接收方公钥加密最早是由Bellare 等[3]正式提出的. 文献[3] 中指出, 公钥加密的单接收方INDCPA/CCA 安全性可以推出多接收方IND-CPA/CCA 安全性. 随后, Bellare 等[4]提出“可复现的公钥加密(reproducible PKE)” 这一概念, 并指出如果一个可复现的公钥加密方案满足IND-CCA 安全性, 那么以该方案作为底层方案而得到的随机数重……