After the advent of the concept of provable security, there have been lots of results proving the security of cryptographic schemes theoretically. However, the coverage of those proof is limited to a single scheme. This means that in practice, if somebody congures a combination of two or more schemes, such as encryption and signature, some security vulnerabilities that a scheme compromises the other schemes may happen. So far, there has been few results on a combination of existing cryptographic schemes.
In this paper, we begin a rigorous study of the security of the combination of an encryption scheme and a signature scheme. We give a formal de finitions of the combination of those schemes which we call an encryption-signature (ES). As a variant we also consider an identity-based version which we call an identity-based encryption-signature (IDB-ES). We propose security models of these schemes. Assuming hash functions are random oracles, we prove the security of an IDB-ES scheme obtained by combining a practical identity-based encryption scheme of Boneh-Franklin and signature scheme of Cha-Cheon. Our IDB-ES scheme is secure if Bilinear Di e-Hellman Problem is intractable.
공개키 암호시스템의 안전성을 이론적으로 증명하고자 하는 시도가 있은 이후로 많은 학자들에 의해 암호시스템의 안전성이 증명되었다. 그러나 그 증명이 보장해 주는 범위는 단지 각각의 시스템에 한정된다. 즉, 만약 두개 이상의 암호스킴들을 묶은 하나의 통합된 시스템을 만드는 경우라면 한 스킴이 다른 스킴의 안전성을 침해하는 등의 보안 취약점이 생길 수 있다. 이러한 우려에도 불구하고 여러 암호 알고리즘들을 조합한 통합시스템의 안전성에 관한 연구는 거의 전무한 상태이다. 본 연구에서는 여러 암호 스킴을 통합한 시스템의 안전성에 대해 고려하였으며 특히 암호 알고리즘과 서명 알고리즘을 조합한 시스템의 안전성을 연구한다.
우선 암호 알고리즘과 전자서명 알고리즘을 통합한 시스템인 암호-서명(ES)기법을 정의하고, 그 응용으로 ID 기반 암호-서명 기법(IDB-ES)을 정의한다. 그리고 그것의 이론적인 안전성을 증명하기 위한 보안 모델을 제시한다. Boneh와 Franklin에 의해 제안된 ID 기반 암호 알고리즘과 Cha와 Cheon의 서명 알고리즘으로 구성된 IDB-ES의 안전성을 이론적으로 명확히 증명한다. 제시한 IDB-ES 기법은 랜덤오라클 모델을 가정할 때 현재까지 어려운 문제로 여겨지는 Bilinear Diffie-Hellman Problem의 계산이 불가능하다면 이론적으로 안전하다고 증명할 수 있다.
