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本文主要研究了基于L系统的公钥密码体制的重要特性在电子拍卖方面的应用。基于L系统的公钥密码体制通常又称作基于同态的迭代的公钥密码密码体制,是由Salomaa等人在1986年提出的基于Lindenmayer系统正规语言文法的公钥密码体制。L系统公钥密码体制的特点在于其陷门函数设计突破了初等数论的难解问题,转移到形式语言理论的词析问题。
在文章中首先系统地介绍了同态迭代的概念和L系统公钥密码体制理论,以及近年来的发展现状。然后,文章围绕三个重点展开研究:
第一,分析了L系统公钥密码体制的算法复杂性,指出该体制的复杂性是指数级的。基于这一结论,文章提出了一个改进的密码体制:L系统m-公钥密码体制。改进体制主要利用了密钥中生成规则表的扩展,使该体制加密解密过程每步能处理的字节数增加。改进体制与分组明文技术结合使用,能降低加密和解密的复杂度,有效避免发生密文长度指数爆炸的情况。
第二,指出L系统公钥密码体制密钥对的4个重要特性,“多翻译同态对应多公钥”、“单一私钥对应多公钥”、“链式同态”、“树形密钥结构”。其中“利用单个私钥与单个同态生成多个公钥”的特点是L系统区别于现有密码体制的特点,“树型密钥结构”则是基于L系统公钥密码体制的电子拍卖协议的理论基础。
第三,以上面两个重点的研究为基础,本文利用“树型密钥结构”的特性,设计了一个基于L系统公钥密码体制的电子拍卖协议并进一步提出基于L系统m-公钥密码体制的改进建议。其后,文章讨论了该协议的安全性与性能。
最后,文章总结L系统理论应用于公钥密码框架的进一步研究工作的方向。