基于LWE问题的变色龙哈希及其在联盟链中的应用研究

论文摘要

变色龙哈希函数是一种带陷门的特殊哈希函数,若掌握陷门则可在多项式时间内找到碰撞。目前已有的构造方案多基于某种数学难题,但随着量子计算时代的到来,诸如基于因子分解和离散对数问题的传统变色龙哈希函数安全性受到威胁。故此设计新的可抵抗量子攻击的变色龙哈希函数构造方案（比如基于格上困难问题）是迫切的。此外,由于传统哈希函数广泛应用于区块链技术导致区块链具有不可修订的特性,使得以该技术为底层支撑的一些应用遭受恶意攻击,传统区块链技术面临监管缺失和资源占用过大等问题。故利用变色龙哈希函数具有陷门的特点,将其引入区块链技术中设计出一种可修订区块链的构造方案,拓展区块链技术的应用范围、提高其安全性也具有实际意义。基于上述问题,本文利用变色龙哈希函数的特点,将其应用于联盟链技术中进行了如下研究工作:（1）提出一种新型变色龙哈希函数的构造方案LWE-CHF。基于格上错误学习问题（LWE）,通过工具矩阵构造的陷门快速生成算法,结合简单的线性函数gA（s,e）=sTA+eT mod q提出LWE-CHF构造方案。该方案安全性依赖于格上LWE问题,具备抗碰撞和陷门碰撞性,能抵抗量子攻击。（2）提出一种新型可修订区块链的基本方案。在区块链技术中引入LWE-CHF和秘密共享方案,其中秘密共享方案针对LWE-CHF的陷门进行密钥管理,在执行秘密共享前通过引入哥德尔编码将陷门由矩阵形式作转化处理。在新型可修订区块链上可进行修改、删除和添加操作。（3）在Linux环境下,使用C++语言进行上述方案的实现和分析。通过对新型变色龙哈希函数的性能分析表明:LWE-CHF具有良好的雪崩和扩散效应,掌握陷门寻求碰撞的计算时间复杂度为O（n）;通过cpp-ethereum源码分析,将LWE-CHF与秘密共享方案整合到以太坊联盟链中,具有实用价值。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨慧慧

导师: 陆正福

关键词: 变色龙哈希函数,错误学习问题,工具矩阵,哥德尔编码,联盟链

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学

单位: 云南大学

分类号: O157.4

总页数: 74

文件大小: 4186K

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