無(wú)證書的公鑰密碼體制的若干問(wèn)題的研究.pdf

1、公鑰密碼體制以其自身的特點(diǎn)在現(xiàn)代信息安全中起著越來(lái)越重要的作用，公鑰密碼體制中每個(gè)用戶都有一對(duì)公私鑰，公鑰密碼體制要想充分發(fā)揮作用，必須讓用戶的公鑰以一種可驗(yàn)證的和可信任的方式與用戶的身份聯(lián)系起來(lái)，即要解決公鑰認(rèn)證問(wèn)題.傳統(tǒng)的基于PKI的公鑰密碼體制采用證書的方式，任何人可通過(guò)驗(yàn)證證書中心的簽名來(lái)驗(yàn)證用戶公鑰的真實(shí)性，這樣雖然保證了公鑰的真實(shí)性，但對(duì)證書的管理和支持及結(jié)構(gòu)上的配置是傳統(tǒng)公鑰密碼體制的比較復(fù)雜的問(wèn)題之一.1984年.Sha

2、mir首先提出了基于身份的公鑰密碼體制，它以不同于傳統(tǒng)公鑰密碼體制的方式處理公鑰的問(wèn)題.在基于身份的公鑰密碼體制中，用戶的公鑰直接從用戶身份信息的某一方面獲取，用戶的私鑰是由一個(gè)可信的第三方稱為私鑰生成中心生成，基于身份的公鑰密碼體制雖然避免了證書的使用，有效實(shí)現(xiàn)了用戶公鑰與其身份的綁定，但無(wú)法克服用戶密鑰托管問(wèn)題并且需要安全信道傳輸私鑰，因此，正如一些文獻(xiàn)所述”基于身份的公鑰密碼體制只能在封閉的小群體中使用，或者在安全性要求不是很高的

3、情況下使用”.2003年的亞密會(huì)議上.Al-Riyami和Perterson提出了一種新的公鑰密碼體制稱為無(wú)證書的公鑰密碼體制，在無(wú)證書的公鑰密碼體制中，可信第三方和用戶聯(lián)合為用戶生成公私鑰，且只有用戶自己知道自己的私鑰.無(wú)證書的公鑰密碼體制既無(wú)證書問(wèn)題又無(wú)密鑰托管問(wèn)題，從而效率比傳統(tǒng)的公鑰密碼體制高，安全性比基于身份的公鑰密碼體制強(qiáng)。 無(wú)證書的公鑰密碼體制因其既無(wú)證書管理問(wèn)題又無(wú)密鑰托管問(wèn)題的顯著特點(diǎn)，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中有著廣泛的應(yīng)

4、用前景，在開(kāi)放型的網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)的信任和可靠運(yùn)行是通過(guò)綜合機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性、認(rèn)證、授權(quán)這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要素來(lái)建立的.因此涉及到的各主要關(guān)鍵技術(shù)包括密鑰建立、加密技術(shù)、數(shù)字簽名、身份認(rèn)證等等.既要保證較高的計(jì)算和通信效率，又要保證安全性.本文在前人的研究基礎(chǔ)上，主要做了以下幾個(gè)方面的工作： 首先，構(gòu)建無(wú)證書的密鑰協(xié)商協(xié)議，重點(diǎn)是無(wú)證書的非交互的認(rèn)證密鑰協(xié)商協(xié)議，它們?cè)谕ㄐ帕亢陀?jì)算量上有著明顯的效率優(yōu)勢(shì)：第一種協(xié)議里，每方只需計(jì)算一個(gè)雙線

5、性對(duì).我們還提出一種具有完善前向保密性的交互的認(rèn)證密鑰協(xié)商協(xié)議.我們構(gòu)造的無(wú)證書的密鑰協(xié)商協(xié)議屬于動(dòng)態(tài)的密鑰建立方案，并且后兩種協(xié)議可以跨域(主密鑰不同的域)實(shí)現(xiàn)，即不同密鑰更新階段加入系統(tǒng)(或不同系統(tǒng))的成員之間可以協(xié)商會(huì)話密鑰。 其次，利用秘密共享方案構(gòu)造了無(wú)證書的多個(gè)可信中心(KGC)的密鑰生成方案，門限密鑰生成方案是一種特殊的多中心的密鑰生成方案，但是，在實(shí)際應(yīng)用中，用戶(或服務(wù)器)的重要性并不完全相同：不同的權(quán)利，計(jì)算

6、資源或被攻擊的概率等等.因此，我們主要研究一般存取結(jié)構(gòu)下的密鑰生成方案.引入多個(gè)子KGC來(lái)分擔(dān)單個(gè)KGC的工作.只要有一定數(shù)量的子KGC可訪問(wèn)，用戶就可以進(jìn)行注冊(cè)，獲取部分私鑰，有利于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展且避免了單點(diǎn)失效問(wèn)題. 最后，我們將Herranz和Saez的分布環(huán)簽名方案應(yīng)用到無(wú)證書的環(huán)境下，利用兩種不同的數(shù)學(xué)工具，基于兩種不同的密碼本原，分別構(gòu)造了兩種無(wú)證書的分布環(huán)簽名方案.分布環(huán)簽名將一般環(huán)簽名中的單個(gè)成員(簽名者和非簽名者)