環(huán)簽名及其應(yīng)用的理論研究.pdf

1、數(shù)字簽名是當(dāng)前信息安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，它是一種具有消息完整性認(rèn)證、可鑒別性、不可否認(rèn)性和具有加密功能的技術(shù)。其中，有一類數(shù)字簽名我們稱之為面向群體數(shù)字簽名，在它的密碼系統(tǒng)中，實(shí)體為一個群體，群體中的成員關(guān)系可以是平等的，也可以是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和形式。面向群體數(shù)字簽名包含了多種不同類型的數(shù)字簽名，如群簽名、環(huán)簽名、門限簽名等。本論文主要圍繞著環(huán)簽名這一類群體數(shù)字簽名開展研究。 環(huán)簽名可以看作是一種簡化的類群簽名，在環(huán)簽名方案中，環(huán)中一

2、個成員利用他的私鑰和其他成員的公鑰進(jìn)行簽名，但卻不需要其他成員的準(zhǔn)許。它克服了群簽名方案中群管理員權(quán)限過大的缺點(diǎn)，而且其簽名者是無條件匿名的。環(huán)簽名因其特有的性質(zhì)，使得它可以廣泛地應(yīng)用在匿名電子選舉、電子政務(wù)、電子貨幣系統(tǒng)、密鑰分配以及多方安全計算中，因而成為當(dāng)前研究的一個熱點(diǎn)。 本文在對環(huán)簽名進(jìn)行了深入研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地綜述了已有的環(huán)簽名方案的研究進(jìn)展。本文以環(huán)簽名的發(fā)展為線索，詳細(xì)介紹了環(huán)簽名的基本概念，并對環(huán)簽名的分類、

3、環(huán)簽名的應(yīng)用等方面進(jìn)行了研究，較詳細(xì)地分析了現(xiàn)有的環(huán)簽名方案的特點(diǎn)、設(shè)計理念和滿足的安全性模型，并指出現(xiàn)存方案中存在的一些缺陷。 接著，本文關(guān)注了環(huán)簽名的一個發(fā)展方向——門限環(huán)簽名，它有著較多的應(yīng)用背景。本文的一個貢獻(xiàn)是擴(kuò)展了Shacham和Waters[38]的方案，提出了一個基于身份的門限環(huán)簽名方案，并給出在標(biāo)準(zhǔn)模型下嚴(yán)格的形式化的安全性證明。 本文重點(diǎn)研究解決環(huán)簽名的簽名大小正比于環(huán)大小的這個弱點(diǎn)，在此使用了累加器

4、。累加器是由Benaloh和deMare[46]在1993年提出的，它允許將一個輸入集合聚集獲累加成一個常數(shù)大小的值。因此，應(yīng)用累加器來構(gòu)造環(huán)簽名方案，可以得到常數(shù)大小(或固定大小)環(huán)簽名方案。本文的主要貢獻(xiàn)就是使用Nguyen[49]提出的高效的動態(tài)累加器，提出一個高效的常數(shù)大小的基于身份的環(huán)簽名方案，并給出了嚴(yán)格的形式化的安全性證明。隨后，利用提出的常數(shù)大小的基于身份的環(huán)簽名方案，并應(yīng)用環(huán)簽名的自發(fā)性和匿名性，構(gòu)造了一個高效的多方并