基于雙線性對的數字簽名體制研究和設計.pdf

1、隨著計算機網絡技術的飛速發(fā)展，各種網絡服務已經滲透到人們生活的各個領域，一方面給人類活動帶來了巨大的便利和好處，另一方面又帶來了前所未有的威脅。數字簽名技術是提供認證性、完整性和不可抵賴性的重要技術，是信息安全的核心技術，也是安全電子商務和安全電子政務的關鍵技術之一。隨著對數字簽名研究的不斷深入和電子商務、電子政務的快速發(fā)展，簡單模擬手寫簽名的普通簽名已經不能滿足實際應用的需求，研究具有特殊性質的數字簽名成為數字簽名的主要研究方向。

2、 雙線性對是近幾年發(fā)展起來的用來構造數字簽名方案的重要工具。利用雙線性對構造的數字簽名不僅具有高安全性、短密鑰和快速實現(xiàn)等優(yōu)點，還具有更多的用其它方法難以實現(xiàn)的功能。本文受國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)(No.2007CB310704)、國家自然科學基金(No.90718001)、高等學校學科創(chuàng)新引智計劃項目(No.B08004)、高等學校博士學科點專項科研基金資助課題(No.20070013005)資助，從基于身份的盲簽名

3、、代理簽名、廣義指定驗證者簽名和基于身份的可驗證加密簽名等方面對基于雙線性對的數字簽名方案進行了深入的研究，主要研究成果有： 1.對基于身份的盲簽名方案進行了研究。提出一個可證安全的基于身份的部分盲簽名方案，其安全性是基于q-SDHP困難問題的，在隨機預言模型下，證明了其在適應性選擇消息及身份攻擊下能抵抗存在性偽造，由于使用了較少的配對運算，效率明顯高于其它方案。通過將門限簽名和盲簽名進行結合，提出了一種高效的基于身份的門限盲簽

4、名方案，并且對該方案的正確性、不可偽造性和魯棒性進行了證明。然后，在已提出的部分盲簽名方案的基礎上給出了一種高效的基于身份的受限部分盲簽名方案，證明了該方案具有正確性、部分盲性、限制性和不可偽造性。最后，在提出的基于身份的受限部分盲簽名的基礎上，構造了一種新的公平離線電子現(xiàn)金系統(tǒng)。通過嵌入與用戶身份無關的公共信息，使得管理復雜度大為下降的同時也保護了用戶的隱私。 2.對代理簽名方案進行了研究。Huang等人提出了一種高效的已知簽

5、名者的門限代理簽名方案(HC方案)。本文指出了HC方案不能夠抵抗框架攻擊和公鑰替換攻擊，并給出了一個高效的改進方案，該方案有效的彌補了原有方案的安全缺陷。然后，對Xu等提出的基于身份的門限代理簽名方案(XZF方案)[125]進行了安全性分析。在該方案中，攻擊者通過公開信道獲得合法原始簽名人簽名的授權證書以及代理簽名人生成的有效代理簽名后，能夠偽造出新的對相同消息的代理簽名，而原始簽名人變?yōu)楣粽咦约?。為了避免這種攻擊，提出了一個有效的新

6、方案，提高了安全性和計算效率。最后，在標準模型下提出了一個新的基于雙線性對的代理簽名方案，證明了該方案在標準模型下能夠抵抗適應性選擇消息攻擊下的存在性偽造。與已有的方案相比，提出的方案需要較少的系統(tǒng)參數，實現(xiàn)了緊湊的安全歸約，并且在密鑰生成、標準簽名、授權生成、代理簽名生成等階段具有較高的效率。 3.對廣義指定驗證者簽名方案進行研究。對Shailaja等學者[147]和Huang等學者[140]分別提出的兩種廣義指定驗證者簽名的

7、代理性進行了分析，并給出了代理攻擊的方法?；赯SS短簽名方案提出了一種新的抵抗代理攻擊的廣義指定驗證者簽名方案，證明了該方案在隨機預言模型下能夠抵抗偽造攻擊和代理攻擊并具有不可傳遞性。由于避免使用低效的MapToPoint函數，并且具有較少的雙線性對運算，使得該方案具有較高的效率。 4.對基于身份的可驗證加密簽名方案進行研究?；谏矸莸目沈炞C加密簽名是一種擴展的簽名方案，他在構造公平交換中起到非常重要的作用。現(xiàn)有的基于身份的可