Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中環(huán)簽名的研究與應(yīng)用.pdf

1、Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無(wú)線收發(fā)裝置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)多跳臨時(shí)性自治系統(tǒng)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)具有路由功能，可以通過無(wú)線連接構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｓ捎贏d Hoc 網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)絕對(duì)的控制中心，高度動(dòng)態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特性，使其安全性不僅面臨著諸如竊聽、重放攻擊、篡改消息等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的安全威脅，而且還面臨著諸如節(jié)點(diǎn)的合作性、無(wú)線傳輸媒介的開放性等新的安全威脅。
　　 由此，Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)環(huán)簽名方案必須在保證能夠抵抗傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攻擊的同時(shí)，實(shí)

2、現(xiàn)用戶可以自由組織，用戶間無(wú)須交互與合作和匿名性等性質(zhì)。現(xiàn)有的解決方案都不同程度地存在著諸如無(wú)條件匿名性，計(jì)算量大，易受到合謀攻擊、適應(yīng)性選擇密文攻擊和選擇明文攻擊等弱點(diǎn)。
　　 為此通過研究分析當(dāng)前數(shù)字簽名的最新進(jìn)展，特別是群簽名和環(huán)簽名體制中適用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)(如匿名性、可追蹤性、自組織性等)，并結(jié)合基于身份的密碼體制，提出適合Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的簽名方案。
　　 另一方面，利用橢圓曲線上的雙線性對(duì)(T

3、ate 對(duì)和Weil 對(duì))，可以建立基于身份的密碼體制IBC(Identity Based Cryptosystem)。其特點(diǎn)在于公鑰可以由標(biāo)識(shí)用戶身份的信息(比如名字或E-mail 地址)直接求得，從而減輕傳統(tǒng)密碼體制中對(duì)公鑰證書的依賴，特別適用于PKI(Public Key Infrastructure)、Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 在新提出的簽名方案中，利用基于身份的密碼體制，將用戶的密鑰與用戶身份相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)有

4、條件匿名，即簽名在發(fā)送和驗(yàn)證階段，簽名者的身份不會(huì)被泄露,而當(dāng)簽名出現(xiàn)爭(zhēng)議的時(shí)候，可以有效地追蹤到真正的簽名者；利用橢圓曲線中的雙線性對(duì)計(jì)算，大幅減少計(jì)算量；與此同時(shí)新的簽名方案將安全性依賴于雙線性對(duì)的安全性所基于的困難問題，使得方案能夠更加安全，能夠應(yīng)用于電子選舉、電子政務(wù)、電子貨幣系統(tǒng)等領(lǐng)域。
　　 本文具體在如下方面開展研究：
　　 1)本文在保留現(xiàn)有方案優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過利用雙線性對(duì)計(jì)算，減少了密鑰生成和簽名過程

5、所需的計(jì)算量。另一方面，利用基于身份的公鑰密碼體制，使得用戶的私鑰是由用戶身份產(chǎn)生的，簽名可以被追蹤，可以有效地防止合謀攻擊，提高了安全性。
　　 2)現(xiàn)有的Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中多PKG 簽密方案解決了原先單PKG (Private Key Generator)掌握所有用戶密鑰的問題，實(shí)現(xiàn)了來自不同PKG的用戶間的消息的傳送，但是這些方案存在著易受到適應(yīng)性選擇密文攻擊和選擇明文攻擊的缺陷。本文改進(jìn)的簽密方案在不增加通信開銷的前提

6、下，僅通過多一次雙線性對(duì)運(yùn)算，增加了匿名性和可追蹤性兩個(gè)新的性質(zhì)。匿名性可以使簽密發(fā)送方的身份不被暴露。可追蹤性可以在簽密出現(xiàn)爭(zhēng)議的時(shí)候，由可信的PKG 來追蹤到真正的簽密產(chǎn)生者。
　　 3)現(xiàn)有的基于身份的指定驗(yàn)證者簽名方案實(shí)現(xiàn)簽名具有不可區(qū)分性的代價(jià)是損失了傳統(tǒng)數(shù)字簽名的不可否認(rèn)性。為此，通過在簽名中引入簽名者的秘密信息，克服了現(xiàn)有方案的安全缺陷。與此同時(shí)，新方案突出的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在保證簽名不可區(qū)分的前提下，實(shí)現(xiàn)簽名的不可抵