門(mén)限環(huán)簽名及簽密理論研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，政務(wù)、商務(wù)及日常生活的信息化，使得與公鑰密碼技術(shù)相伴的數(shù)字簽名技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。數(shù)字簽名之于數(shù)字文件，正如手寫(xiě)簽名之于紙質(zhì)文件，在電子商務(wù)和政務(wù)中具有廣泛的應(yīng)用。自從W.Diffie和M.Hellman首先提出了“數(shù)字簽名”的思想以后，相繼出現(xiàn)了以RSA，ElGamal和DSS為代表的一些數(shù)字簽名方案。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，往往需要給上述普通的數(shù)字簽名再增加一些特殊的性質(zhì)以適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境的需要，于是又出現(xiàn)了群簽名、環(huán)簽名

2、、盲簽名、門(mén)限簽名以及簽密等許多具有特性的數(shù)字簽名。對(duì)這些數(shù)字簽名進(jìn)行研究必將豐富信息安全與密碼學(xué)理論，對(duì)構(gòu)建實(shí)用、安全、高效的電子商務(wù)、政務(wù)、軍務(wù)等系統(tǒng)將具有重要意義。本課題的工作就是針對(duì)這些特殊的數(shù)字簽名展開(kāi)的，特別是對(duì)環(huán)簽名、門(mén)限簽名及簽密等理論進(jìn)行了深入的探討。 環(huán)簽名方案是R.Rivest等人于2001年在《如何泄漏秘密》一文中最早提出來(lái)的。它以PKI為基礎(chǔ)，無(wú)需群的建立過(guò)程、無(wú)需群管理員和群公鑰，能為簽名者提供無(wú)條件

3、的匿名保護(hù)，且易于高效實(shí)現(xiàn)；Y.Desmedt和Y.Franke在1991年首先提出了門(mén)限簽名的概念，它可以使一個(gè)組織或團(tuán)體的內(nèi)部成員分享簽名權(quán)利。在某些背景下(如多人電子投票、多人聯(lián)合選舉、員工意見(jiàn)征集等)，既需要分享簽名權(quán)力又需要保護(hù)簽名者的真實(shí)身份，于是產(chǎn)生了門(mén)限環(huán)簽名。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)這種特殊簽名的研究成果并不多，且有的研究結(jié)果還存在著安全漏洞，因此，很需要對(duì)門(mén)限環(huán)簽名理論做更加深入的研究。 本文對(duì)Chinacrypt'

4、2004會(huì)議上的一個(gè)(t，n)環(huán)簽名方案進(jìn)行了分析，指出該方案不滿足無(wú)關(guān)聯(lián)性，即可以判斷兩個(gè)環(huán)簽名是否由相同成員做出。此外，該方案不滿足匿名性，未參與簽名的成員可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)化的簽名證明自己沒(méi)有參與簽名過(guò)程，即揭露了真正簽名者的身份。隨后本文提出了一個(gè)新的雙線性對(duì)上基于身份的門(mén)限環(huán)簽名方案。方案是在結(jié)合基于身份的密碼體制和門(mén)限環(huán)簽名等思想的基礎(chǔ)上構(gòu)造的。該方案具備三個(gè)主要特性，即用戶私鑰的保密性、合法簽名的不可偽造性、簽名者身份的匿名性

5、。為了提高方案的效率，方案在使用已有標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的基礎(chǔ)上又引入了兩個(gè)新穎的技術(shù)，即公平劃分技術(shù)與“超環(huán)”機(jī)制。此外，由于成員的公私鑰是基于身份而得的，因而簡(jiǎn)化了密鑰管理過(guò)程且節(jié)省了大量的計(jì)算時(shí)間及存儲(chǔ)空間。該方案的良好特性使其在現(xiàn)代企業(yè)管理、電子投票系統(tǒng)和電子商務(wù)等環(huán)境中可望得到廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)今信息時(shí)代，人們?nèi)找嬉笠愿鼮楦咝У姆绞綖榫W(wǎng)絡(luò)通信提供安全保護(hù)。為了傳輸可認(rèn)證秘密信息，通常采用對(duì)消息的簽名和加密分兩步實(shí)現(xiàn)的方法，但這種方

6、法效率較為低下。為提高效率，增加實(shí)用性，Y.Zheng首先提出了簽密的概念，與上述的傳統(tǒng)方法相比，簽密方案效率更高，能在邏輯上一步實(shí)現(xiàn)簽名與加密的功能。在某些場(chǎng)合，既需要傳輸可認(rèn)證的秘密信息又需要保護(hù)信息發(fā)布者的真實(shí)身份，這就需要構(gòu)建安全高效的匿名簽密方案； 本文借鑒環(huán)簽名的思想，提出了一個(gè)新的基于ECC(EllipticCurveCryptosystems)的匿名簽密方案。該方案在普通簽密方案已有特性基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了簽密者

7、身份的完全匿名性，從而在最大程度上保護(hù)了簽密者的隱私。這些特點(diǎn)使得本方案可以應(yīng)用于許多特殊場(chǎng)合，如雇員反饋系統(tǒng)。此方案基于橢圓曲線密碼體制，具有較短的密鑰長(zhǎng)度而不失安全性，同時(shí)將數(shù)字簽名與對(duì)稱加密過(guò)程相結(jié)合，從而較傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法具有更高的效率。 在網(wǎng)格計(jì)算中，節(jié)點(diǎn)間通信頻繁，要確保認(rèn)證加密信息安全高效地在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間傳輸，同樣需要深入研究簽密理論。本文把GDH(GapDiffile-Hellman)群上的短簽名與數(shù)據(jù)加密相結(jié)合，又