Quantum Resistant key-exposure free chameleon hash and applications in redactable blockchain
Quantum Resistant key-exposure free chameleon hash and applications in redactable blockchain
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抗量子密钥暴露免费变色龙哈希和可编辑区块链中的应用
DOI：
10.1016/j.ins.2020.10.008
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发表时间：
2021-02
影响因子：
8.1
通讯作者：
Yusong Du
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chunhui Wu;Lishan Ke;Yusong Du
区块链技术最近备受关注，不变性是其基本属性。然而，通常希望允许以受控方式编辑事务或块。变色龙散列函数具有增强的抗碰撞性能，最近被发现是构造可编辑区块链的重要工具。这意味着传统的无键暴露(双陷门)结构不适合这里的应用。尽管单陷门无陷门变色龙散列函数自然满足增强的抗碰撞能力，但它们非常罕见，而且没有一个是基于量子抵抗假设的。本文分别提出了两个基于格的无陷门无陷门变色龙散列函数，并展示了它们在可编辑区块链中的应用。我们的构造不需要加密和NIZK等繁重的密码工具，因此比Ateniese等人的S的PKE+NIZK的通用变换框架更紧凑，计算效率更高。此外，为了防止区块链中密文功能的滥用，我们引入了两种机制。我们为第一个方案提出了一种完全分布式的密钥管理机制，并使用Ateniese等人的S通用框架解决了区块链中仍然存在的密文-误用问题。我们还建议在应用我们的第二个方案时采用投票策略。最后，我们展示了如何将我们的变色龙哈希与任何区块链技术高效地集成在一起，只需对当前使用的区块链进行很小的更改。对于扩展兴趣，我们提出的变色龙哈希函数也适用于构造抗量子变色龙签名和离线/在线签名。
Blockchain technologies have attracted a large amount of attention recently, with immutability as a basic property. However, it is often desired to allow editing a transaction or a block in a controlled way. Chameleon hash function, withenhanced collision-resistanceproperty, has recently found to be an important tool to construct redactable blockchain. This means that the traditional key-exposure free (double-trapdoor) constructions are unsuitable for the applications here. Althoughsingle-trapdoorkey-exposure free chameleon hash functions naturally satisfy enhanced collision-resistance, they are very rare, and none is based on quantum-resistant assumptions.In this paper, we propose two single-trapdoor key-exposure free chameleon hash functions based on lattice, without/with lattice trapdoors respectively, and show their applications in redactable blockchain. Our constructions do not need heavy cryptographic tools, such as encryption and NIZK, therefore are more compact and computational efficient than schemes following Ateniese et al.’s generic transformation framework of PKE+NIZK. Moreover, we introduce two mechanisms in order to prevent the misuse of redaction functionality in blockchain. We present a fully distributed key management mechanism for the first scheme, and solve the redaction-misuse problem which remains in blockchains using Ateniese et al.’s generic framework. We also suggest the voting strategy when applying our second scheme. Finally, we show how to efficiently integrate our chameleon hash with any blockchain technologies, with only minor changes to the current blockchains in use. For extend interests, our proposed chameleon hash functions are also suitable for constructing quantum-resistant chameleon signatures and off-line/on-line signatures.
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影响因子：
3
作者：
Even, S;Goldreich, O;Micali, S
通讯作者：
Micali, S
DOI：
10.1016/j.ins.2019.09.001
发表时间：
2020-02
期刊：
Inf. Sci.
影响因子：
--
作者：
Mojtaba Khalili;Mohammad Dakhilalian;W. Susilo
通讯作者：
Mojtaba Khalili;Mohammad Dakhilalian;W. Susilo
基于身份的变色龙哈希和签名，无需暴露密钥
影响因子：
8.1
作者：
Willy Susilo;Haibo Tian;Jin Li;Kwangjo Kim
通讯作者：
Kwangjo Kim
DOI：
10.1145/501983.501987
发表时间：
2001-11
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
D. Naccache;D. Pointcheval;J. Stern
通讯作者：
D. Naccache;D. Pointcheval;J. Stern
DOI：
10.1145/3335741.3335756
发表时间：
1988
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
M. Ben-Or;S. Goldwasser;A. Wigderson
通讯作者：
M. Ben-Or;S. Goldwasser;A. Wigderson