可快速撤銷的群簽名方案研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，日益普及的互聯(lián)網(wǎng)為我們提供了大量的經(jīng)濟(jì)利益和生活便利的同時(shí)，也帶來(lái)了大量的信息安全問(wèn)題，如個(gè)人隱私信息、商業(yè)與軍事機(jī)密信息的泄露、篡改和偽造等安全威脅。因此，不可否認(rèn)性、數(shù)據(jù)完整性和身份認(rèn)證等特性的數(shù)字簽名技術(shù)在信息安全中發(fā)揮重要作用，并廣泛運(yùn)用于商業(yè)、金融業(yè)、軍事等領(lǐng)域。
　　數(shù)字簽名是現(xiàn)實(shí)紙質(zhì)簽名的電子形式，通常與消息一起在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸，能夠幫助人們確認(rèn)消息是否由合法發(fā)送方簽名并發(fā)送的，以及確

2、定消息的完整性。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，能夠滿足不同現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景和特性的特殊群簽名成為了重點(diǎn)研究方向，群簽名作為特殊數(shù)字簽名中重要的一員，也受到了高度重視。群簽名系統(tǒng)中，合法群成員能夠以群的名義執(zhí)行簽名，接收者只能確認(rèn)簽名是否由群成員簽署，并不能確認(rèn)簽名者的身份。特殊情況下，如簽名信息被舉報(bào)，群管理員能打開(kāi)簽名獲得簽名者的身份信息，追蹤到惡意成員。正是由于這些特性，群簽名被廣泛運(yùn)用于電子選舉、電子投標(biāo)等眾多電子政務(wù)、商務(wù)活動(dòng)中。

3、所以，研究和設(shè)計(jì)滿足特殊場(chǎng)景需求的安全、高效的群簽名方案有很重要的實(shí)用價(jià)值。
　　由于群簽名的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用場(chǎng)景需求，群成員往往是隨時(shí)可能加入和退出的，這要求群簽名不僅能保證基本的安全性和滿足較低的簽名、驗(yàn)證代價(jià)，還要有高效、靈活的成員撤銷過(guò)程。雖然目前已經(jīng)有許多群簽名方案被提出，但絕大多數(shù)方案不能兼顧以上需求，尤其是如何實(shí)現(xiàn)群簽名中成員高效、靈活撤銷仍是一個(gè)備受關(guān)注的問(wèn)題。此外，許多群簽名方案仍未實(shí)現(xiàn)非關(guān)聯(lián)性。因此，本文主要研究方向是

4、研究和設(shè)計(jì)滿足非關(guān)聯(lián)性的高效成員撤銷群簽名方案。
　　本文主要研究工作如下:
　　首先，描述了群簽名的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并分析了已有群簽名方案仍存在的主要缺陷。
　　其次，對(duì)陳澤文的基于中國(guó)剩余定理的群簽名方案進(jìn)行分析和改進(jìn)，將陳方案與子集覆蓋框架中的完備子樹(shù)方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需第三方輔助簽名或驗(yàn)證的情況下達(dá)到非關(guān)聯(lián)性，同時(shí)，無(wú)需改變其它成員私鑰實(shí)現(xiàn)群成員安全、高效地加入和撤銷。還通過(guò)改變密鑰分發(fā)策略實(shí)現(xiàn)了防權(quán)威陷害攻

5、擊。然后分析了本方案的安全性和效率，并與現(xiàn)有類似方案對(duì)比。本方案滿足非關(guān)聯(lián)性、防權(quán)威陷害攻擊、防聯(lián)合攻擊和防偽造攻擊等安全性，并在整體開(kāi)銷上具有一定的優(yōu)勢(shì)。
　　第三，針對(duì)Camenisch-Stadler群簽名方案未實(shí)現(xiàn)成員撤銷和抗聯(lián)合攻擊問(wèn)題，提出一種可快速撤銷群成員的群簽名方案，并滿足抗聯(lián)合攻擊。本方案將子集覆蓋框架中的完備子樹(shù)方法和子集差分方法分別與Camenisch-Stadler方案相結(jié)合，提出兩個(gè)在計(jì)算和存儲(chǔ)開(kāi)銷上各

6、有優(yōu)勢(shì)的群簽名方案，適應(yīng)不同簽名場(chǎng)景。二者都滿足群成員的快速加入和撤銷，且不必更改其他群成員的密鑰信息。同時(shí)，通過(guò)在成員注冊(cè)時(shí)添加一個(gè)知識(shí)簽名，實(shí)現(xiàn)了防聯(lián)合攻擊。從本方案的安全性和效率分析結(jié)果可知，本方案不僅滿足匿名性和防聯(lián)合攻擊，還滿足防偽造攻擊、權(quán)威陷害攻擊和非關(guān)聯(lián)性;效率方面，僅增加了少量的群成員證書(shū)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)了常數(shù)級(jí)的簽名和驗(yàn)證開(kāi)銷。在與已有方案的對(duì)比中顯示了本方案在整體開(kāi)銷上的優(yōu)勢(shì)。
　　最后，分析和總結(jié)了群簽名方案仍然