代理簽名的多種擴(kuò)展形式研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)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?，代理簽名本身又產(chǎn)生了多種擴(kuò)展形式，這些擴(kuò)展形式在現(xiàn)實(shí)中具有廣泛的應(yīng)用背景。開(kāi)展對(duì)它們的研究，不僅具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，而且對(duì)國(guó)家的信息化建設(shè)也具有極為重要的意義。 本文對(duì)代理簽名及其多種擴(kuò)展形式進(jìn)行了研究，包括進(jìn)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(duì)(強(qiáng))指定驗(yàn)證者代理簽名、代理簽密提出了安全性要求，并提出了多個(gè)具體體制。主要研究成果如下： (1)對(duì)代理簽名的形式化安全模型進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。 重新給出了具有證書(shū)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(jìn)行了比較，指出了以前模型的不足。通過(guò)一個(gè)具體的代理簽名體制，說(shuō)明了Boldyreva等人的安全模型不能完

3、全包含現(xiàn)實(shí)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(gè)新的代理簽名方案，該方案的安全性在隨機(jī)預(yù)言模型下依賴(lài)于計(jì)算Diffie-Hellman(CDH)假設(shè)。 (2)對(duì)代理多重簽名和多重代理簽名進(jìn)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(kuò)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(méi)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(gè)新的代理多重簽名方案和一個(gè)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(jì)算Co-Diffie-Hellman問(wèn)題是困難的假設(shè)下，方案同時(shí)還具備一個(gè)良好的特點(diǎn)，不管存在多少個(gè)原始簽名人或者多少個(gè)代理簽名人，代理簽名的長(zhǎng)度總等于一個(gè)普通的BL

5、S短簽名長(zhǎng)度。 (3)對(duì)基于身份的代理多重簽名和(強(qiáng))指定驗(yàn)證者代理簽名進(jìn)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(diǎn)，允許一個(gè)代理簽名人代替多個(gè)原始簽名人進(jìn)行簽名，同時(shí)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(lái)確定，不需要認(rèn)證中心來(lái)頒發(fā)和管理公鑰證書(shū)，避免了復(fù)雜的證書(shū)管理機(jī)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(qiáng)。本文還構(gòu)造了一個(gè)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(jī)預(yù)言模型下該方案的安全性依賴(lài)于計(jì)算Diffie-Hellman(CDH)假設(shè)。同時(shí)，該方案還具有很高的計(jì)算效率。 (強(qiáng))指定驗(yàn)證者代理簽名結(jié)合了(強(qiáng))指定驗(yàn)證者簽名和代理簽名的功能。本文提出了(強(qiáng)

7、)指定驗(yàn)證者代理簽名的安全性要求，具體包括可驗(yàn)證性、強(qiáng)不可偽造性、強(qiáng)可識(shí)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(gè)基于身份的強(qiáng)指定驗(yàn)證者代理簽名方案，一般的強(qiáng)指定驗(yàn)證者代理簽名要求被指定的驗(yàn)證者必須已經(jīng)注冊(cè)了公鑰，該方案由于結(jié)合了基于身份的特點(diǎn)，就消除了這個(gè)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(hù)而不需要事先和他進(jìn)行交互，只需要知道他的公開(kāi)身份信息。該方案的安全性依賴(lài)于雙線(xiàn)性Diffie-Hellman

8、(BDH)假設(shè)。 (4)對(duì)代理簽密進(jìn)行了研究。 代理簽密同時(shí)具備了代理簽名和加密的功能，因此一個(gè)代理簽密體制也要同時(shí)滿(mǎn)足代理簽名和公鑰加密的安全要求，即要同時(shí)滿(mǎn)足可驗(yàn)證性、強(qiáng)不可偽造性、強(qiáng)可識(shí)別性、防止濫用、保密性、不可抵賴(lài)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(mǎn)足強(qiáng)不可偽造性、強(qiáng)

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