代理簽名的多種擴展形式研究.pdf

1、隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用的日益復(fù)雜化，基本數(shù)字簽名產(chǎn)生了很多形式的變種，代理簽名就是其中很重要的一種?；诓煌男枨螅砗灻旧碛之a(chǎn)生了多種擴展形式，這些擴展形式在現(xiàn)實中具有廣泛的應(yīng)用背景。開展對它們的研究，不僅具有重要的學(xué)術(shù)價值，而且對國家的信息化建設(shè)也具有極為重要的意義。 本文對代理簽名及其多種擴展形式進行了研究，包括進一步研究了代理簽名的形式化安全模型，為代理多重簽名、多重代理簽名、基于身份的代理多重簽名建立

2、了形式化安全模型，對(強)指定驗證者代理簽名、代理簽密提出了安全性要求，并提出了多個具體體制。主要研究成果如下： (1)對代理簽名的形式化安全模型進行了進一步的研究。 重新給出了具有證書的部分代理簽名的安全定義，即適應(yīng)性選擇消息攻擊和適應(yīng)性選擇授權(quán)文件攻擊下的不可存在性偽造，建立了形式化安全模型。把新模型與以前的模型進行了比較，指出了以前模型的不足。通過一個具體的代理簽名體制，說明了Boldyreva等人的安全模型不能完

3、全包含現(xiàn)實中的攻擊行為。以Cha等人的簽名方案為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個新的代理簽名方案，該方案的安全性在隨機預(yù)言模型下依賴于計算Diffie-Hellman(CDH)假設(shè)。 (2)對代理多重簽名和多重代理簽名進行了研究。 代理多重簽名和多重代理簽名是代理簽名的兩種重要的擴展形式，這方面雖然已有不少研究成果，也提出了許多具體的方案，但是它們的形式化安全模型一直沒有建立，以前的所有方案也缺乏形式化的證明。本文給出了代理多重簽名和多

4、重代理簽名的安全定義，即適應(yīng)性選擇消息攻擊和適應(yīng)性選擇授權(quán)文件攻擊下的不可存在性偽造，并建立了形式化安全模型?；贐oneh等人的聚合簽名方案，提出了一個新的代理多重簽名方案和一個新的多重代理簽名方案，與以往的方案不同的是，新方案的安全性得到了形式化的證明，其安全性建立在計算Co-Diffie-Hellman問題是困難的假設(shè)下，方案同時還具備一個良好的特點，不管存在多少個原始簽名人或者多少個代理簽名人，代理簽名的長度總等于一個普通的BL

5、S短簽名長度。 (3)對基于身份的代理多重簽名和(強)指定驗證者代理簽名進行了研究。具體如下： 基于身份的代理多重簽名結(jié)合了基于身份的密碼學(xué)和代理多重簽名的特點，允許一個代理簽名人代替多個原始簽名人進行簽名，同時所有原始簽名人和代理簽名人的公鑰都由他們的唯一身份來確定，不需要認證中心來頒發(fā)和管理公鑰證書，避免了復(fù)雜的證書管理機制。本文給出了基于身份的代理多重簽名的兩種安全定義，第一是適應(yīng)性選擇消息攻擊，適應(yīng)性選擇授權(quán)文件

6、攻擊，以及給定身份攻擊下的不可存在性偽造；第二是適應(yīng)性選擇消息攻擊，適應(yīng)性選擇授權(quán)文件攻擊，以及適應(yīng)性選擇身份攻擊下的不可存在性偽造。后一種的安全性更強。本文還構(gòu)造了一個基于身份的代理多重簽名方案，并形式化地證明了該方案的安全性，在隨機預(yù)言模型下該方案的安全性依賴于計算Diffie-Hellman(CDH)假設(shè)。同時，該方案還具有很高的計算效率。 (強)指定驗證者代理簽名結(jié)合了(強)指定驗證者簽名和代理簽名的功能。本文提出了(強

7、)指定驗證者代理簽名的安全性要求，具體包括可驗證性、強不可偽造性、強可識別性、防止濫用、不可傳輸性、代理簽名人身份保密性。本文還構(gòu)造了一個基于身份的強指定驗證者代理簽名方案，一般的強指定驗證者代理簽名要求被指定的驗證者必須已經(jīng)注冊了公鑰，該方案由于結(jié)合了基于身份的特點，就消除了這個限制，代理簽名人能把代理簽名指定給系統(tǒng)中的任何用戶而不需要事先和他進行交互，只需要知道他的公開身份信息。該方案的安全性依賴于雙線性Diffie-Hellman

8、(BDH)假設(shè)。 (4)對代理簽密進行了研究。 代理簽密同時具備了代理簽名和加密的功能，因此一個代理簽密體制也要同時滿足代理簽名和公鑰加密的安全要求，即要同時滿足可驗證性、強不可偽造性、強可識別性、防止濫用、保密性、不可抵賴性。根據(jù)這些安全要求，本文分析了Gamage等人提出的代理簽密體制的安全性。他們的體制本質(zhì)上是Mambo等人的代理簽名體制和Zheng的簽密體制的結(jié)合，安全性分析表明他們的體制不能滿足強不可偽造性、強

9、可識別性、不可抵賴性，也不能防止濫用。 本文還提出了三個實用可行的代理簽密方案，具體如下： 對Wang等提出的簽密體制進行了安全性分析，在他們的體制中，由于對明文的簽名在密文中可見，所以不能滿足語義安全的要求。本文對該體制進行了改進，基于改進后的體制，建立了一個實用安全的代理簽密體制，其安全性依賴于有限域上的離散相關(guān)難題。 利用橢圓曲線上的雙線形配對，本文還構(gòu)建了一個基于證書的代理簽密體制CBPSC和一個基于身份