범용 합성성

범용 복합성(UC)^[1]의 프레임워크는 암호 프로토콜 분석을 위한 범용 모델이다.그것은 매우 강력한 보안 속성을 보장한다.프로토콜은 동일하거나 다른 프로토콜의 다른 인스턴스와 임의로 구성되더라도 안전성을 유지한다.보안은 프로토콜 에뮬레이션의 의미로 정의된다.직관적으로, 어떤 환경(observer)도 집행을 구별할 수 없는 경우, 프로토콜은 다른 것을 모방한다고 한다.말 그대로, 프로토콜은 (코드에 대한 접근 없이) 다른 프로토콜을 시뮬레이션 할 수 있다.보안의 개념은 함축에 의해 도출된다.프로토콜 $P_{1}$ ${\$ }가 정의에 따라 안전하다고 $P_{1}$ 가정하십시오.다른 프로토콜 $P_{2}$ ${\$ }}개의 프로토콜 $P_{1}$ ${\$ }를 $P_{1}$ 에뮬레이션하는 환경이 프로토콜 $P_{1}$ 실행과 구별되지 않도록 에뮬레이션하는 $P_{2}$ 경우 에뮬레이션된 프로토콜 $P_{2}$ ${\$ 1}{1}는 $프로토콜$ P ${\$ }만큼 보안이 된다 $P_{2}$ $P_{1}$

이상적인 기능

이상적인 기능성은 모든 프로토콜 참여자들과 완벽하게 안전한 채널을 통해 통신할 수 있는 신뢰할 수 있는 당사자가 원하는 프로토콜 결과를 계산하는 프로토콜이다.우리는 그러한 신뢰할 수 있는 당사자를 이용할 수 없는 암호 프로토콜은, 프로토콜이 정직한 사용자를 위해 신뢰할 수 있는 당사자의 행동을 모방할 수 있는 경우, 그리고 프로토콜을 공격함으로써 적수가 학습하는 관점이 단지 상호작용하는 시뮬레이터에 의해 계산될 수 있는 것과 구별할 수 없는 경우, 이상적인 기능성을 충족시킨다고 말한다.이상적인 기능

연산 모델

보편적 합성성의 연산 모델은 쌍방향 튜링 기계의 연산 모델로서, 서로의 통신 테이프에 기록함으로써 서로 활성화할 수 있다.인터랙티브 튜링 머신은 멀티테이프 튜링 머신의 한 형태로, 암호학에서 통신 네트워크의 계산적 측면을 모델링하는 데 흔히 사용된다.

커뮤니케이션 모델

맨 UC 프레임워크의 통신 모델은 매우 기본적이다.송신 당사자의 메시지는 수신 당사자에게 전달되는 자신의 선택 메시지로 이러한 메시지를 대체할 수 있는 상대에게 전달된다.이것은 또한 Dolev-Yao 위협 모델이다. (계산 모델에 기초하여 모든 당사자는 대화형 튜링 기계로 모델링됨)

기밀성, 진정성, 동기화 또는 익명성과 같은 추가 속성을 추가하는 모든 통신 모델은 그들 자신의 이상적인 기능을 사용하여 모델링된다.이상적인 통신 기능은 메시지를 입력으로 사용하고 메시지를 출력물로 생산한다.적 ${\mathcal {A}}$ {\ $displaystyle {\mathcal{A}}$ 에 대한 (더 제한적) 파워는 적수의 (제한적) 용량을 통해 모델링되어 ${\mathcal {A}}$ 이 이상적인 기능과 상호작용한다.

이상적인 인증 채널

최적의 인증 채널을 위해 이상적인 기능 F ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ t ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ ${\$ 은(는) $ID$ P ${\$ $displaystyle P}$ 을 $m$ (를) 입력으로 $P$ $m$ 한 $\mathcal{F}_{\mathsf{Auth}}$ 후 동일한 메시지를 $P$ 에 $P$ 출력한다 $.$ 적과 내통하다비동기 통신을 지연시키는 적수의 힘을 모델링하려면 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ h ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ {\ $displaystyle {F}_{\mathsf {A}$ 기능이 먼저 ${\mathcal {A}}$ A ${\mathcal {A}}$ {\ $displaystyle {\mathcal {A}$ 에게 메시지를 보낼 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ 수 있으며 ${\mathcal {A}}$ , comman을 수신한 $m,P$ 후에만 $메시지$ $m,$ ${\displaystystym$ , $P}$ 을 전달할 수 있다.답장으로서 그렇게 하는 것.

이상적인 보안 채널

이상적인 보안 채널에서 이상적인 기능 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ ${\$ 은(는) 수신자와 적수 모두에게 송신자의 ID만 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ 출력하는 반면 메시지는 수신자에게만 공개된다.이 모델은 보안 채널이 인증 및 비공개라는 요건을 모델링한다.전송되는 정보에 대한 일부 누설을 모델링하기 위해 F ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ ${\$ { $F}_{\mathsf$ { $Sec}}$ 은(는) 메시지의 길이와 같은 상대에게 메시지에 대한 정보를 노출할 수 있다 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Sec}}$ .비동기 통신은 F ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ t ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$ ${\$ 과 같은 지연 메커니즘을 통해 모델링 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Auth}}$

고급 채널

기술적 수단, 익명 통신과 가명 통신 뒤의 물리적 가정은 매우 다르지만 이상적인 기능성을 이용한 그러한 채널의 모델링은 유사하다.^[2]양파 라우팅 및 익명 P2P를 참조하십시오.유사한 기능성은 방송통신 또는 동기통신에 대해 정의될 수 있다.

이상적인 익명 채널

이상적인 익명 채널에서 이상적인 기능인 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Anon}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Anon}}$ ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Anon}}$ ${\$ 은(는) ID $P$ $P$ 을 $m$ (를) 입력으로 사용하여 ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Anon}}$ $P$ $m$ 한 메시지를 출력하지만 ID $P$ $P$ 을(는) 수신자에게 공개하지 $P$ 않는다.그리고 적군.

이상적인 가명 채널

In an ideal pseudonymous channel, the participating parties first register unique pseudonyms with the ideal functionality ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Pseu}}$ . To do a transfer ${\mathcal {F}}_{\mathsf {Pseu}}$ takes a message $m$ and the pseudonym $n$ $y$ m $nym$ 을 $nym$ (를) 입력으로 수신자.이상적인 기능은 필명의 소유자를 찾아 송신자의 신원을 밝히지 않고 $m,nym$ $메시지$ m, $n$ $y$ $m$ $m,nym$ 을 전송한다.

이러한 공식화는 그러한 채널을 구현하는 콘크리트 시스템의 구현 세부사항에서 추상화한다.그들의 순수한 형태에서 이상적인 기능성은 실현 불가능한 것으로 밝혀질 수 있다.적에게 더 많은 정보(익명성 정도)를 누설하여 기능성을 완화할 필요가 있을 수 있다.반면에 통신 채널은 물리적일 수 있다.^[3]^[4] 예를 들어, 모바일 기기는 식별자를 포함하지 않는 메시지를 전송하기 전에 위치를 지속적으로 변경함으로써 익명 채널을 달성할 수 있다.

불가능 결과

표준 모델에는 보편적으로 합성 가능한 비트 커밋 프로토콜이 없다.직관은 이상적인 모델에서 시뮬레이터가 환경의 입력으로부터 커밋할 값을 추출해야 한다는 것이다.이를 통해 실제 프로토콜의 수신자가 커밋된 값을 추출하여 프로토콜의 보안을 깨뜨릴 수 있을 것이다.이 불가능한 결과는 다른 기능에도 적용될 수 있다.

설정 및 신뢰 가정

위의 불가능한 결과를 회피하기 위해서는 추가적인 가정이 필요하다.공통 기준 문자열 모델과 신뢰할 수 있는 인증기관의 가정과 같은 추가 설정 및 신뢰 가정도 UC의 이상적인 기능을 사용하여 모델링한다.

논란 및 기타 모델

반응성 시뮬레이션은 범용 컴파빌리티 모델과 동시에 개발된 유사한 모델이다.
추상/건설 암호화는 암호 프로토콜의 구성 가능한 분석을 위한 보다 최근의 범용 모델이다.
GNUC와 IITM 모델은 란 카네티의 정식 모델의 새로운 버전에 영향을 준 다른 연구자(약속적으로 빅터 슈프와 랄프 쿠에스터스)에 의한 보편적 합성성의 개혁이다.

참고 항목

참조

^ R. 카네티.보편적으로 합성 가능한 보안: 암호 프로토콜의 새로운 패러다임.[1]
^ 더글러스 위키스트룀: "A Universally Compositeable Mix-Net".TCC 2004: 317-335. doi:10.1007/978-3-540-24638-1_18
^ 오카모토 다쓰아키 : "암호적 물리적 가정 사이의 관계에 대하여"아이작 1993: 369-378
^ 와카 나가오, 마나베 요시후미, 오카모토 다쓰아키 : "UC 프레임워크에서의 세 개의 암호 채널의 관계"ProvSec 2008: 268-282. doi:10.1007/978-3-540-88733-1_19
^ 마이클 백스, 비르기트 피츠만, 마이클 웨이드너.비동기식 시스템을 위한 대응적 시뮬레이션(RSIM) 프레임워크.암호학 ePrint Archive: 보고서 2004/082
^ 우엘리 모레르, 레나토 레너: 추상 암호학ICS 2011: 1-21
^ 우엘리 모레르건설적인 암호화 - 보안 정의 및 증명에 대한 새로운 패러다임TOSCA 2011: 33-56

[1] R. 카네티.보편적으로 합성 가능한 보안: 암호 프로토콜의 새로운 패러다임.[1]

[2] 더글러스 위키스트룀: "A Universally Compositeable Mix-Net".TCC 2004: 317-335. doi:10.1007/978-3-540-24638-1_18

[3] 오카모토 다쓰아키 : "암호적 물리적 가정 사이의 관계에 대하여"아이작 1993: 369-378

[4] 와카 나가오, 마나베 요시후미, 오카모토 다쓰아키 : "UC 프레임워크에서의 세 개의 암호 채널의 관계"ProvSec 2008: 268-282. doi:10.1007/978-3-540-88733-1_19

[5] 마이클 백스, 비르기트 피츠만, 마이클 웨이드너.비동기식 시스템을 위한 대응적 시뮬레이션(RSIM) 프레임워크.암호학 ePrint Archive: 보고서 2004/082

[6] 우엘리 모레르, 레나토 레너: 추상 암호학ICS 2011: 1-21

[7] 우엘리 모레르건설적인 암호화 - 보안 정의 및 증명에 대한 새로운 패러다임TOSCA 2011: 33-56

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