基于雙線性對(duì)的數(shù)字簽名體制研究和設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，一方面給人類活動(dòng)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(shù)字簽名技術(shù)是提供認(rèn)證性、完整性和不可抵賴性的重要技術(shù)，是信息安全的核心技術(shù)，也是安全電子商務(wù)和安全電子政務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著對(duì)數(shù)字簽名研究的不斷深入和電子商務(wù)、電子政務(wù)的快速發(fā)展，簡(jiǎn)單模擬手寫簽名的普通簽名已經(jīng)不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，研究具有特殊性質(zhì)的數(shù)字簽名成為數(shù)字簽名的主要研究方向。

2、 雙線性對(duì)是近幾年發(fā)展起來的用來構(gòu)造數(shù)字簽名方案的重要工具。利用雙線性對(duì)構(gòu)造的數(shù)字簽名不僅具有高安全性、短密鑰和快速實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，還具有更多的用其它方法難以實(shí)現(xiàn)的功能。本文受國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(No.2007CB310704)、國(guó)家自然科學(xué)基金(No.90718001)、高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃項(xiàng)目(No.B08004)、高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)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(yàn)證者簽名和基于身份的可驗(yàn)證加密簽名等方面對(duì)基于雙線性對(duì)的數(shù)字簽名方案進(jìn)行了深入的研究，主要研究成果有： 1.對(duì)基于身份的盲簽名方案進(jìn)行了研究。提出一個(gè)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(jī)預(yù)言模型下，證明了其在適應(yīng)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(duì)運(yùn)算，效率明顯高于其它方案。通過將門限簽名和盲簽名進(jìn)行結(jié)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(duì)該方案的正確性、不可偽造性和魯棒性進(jìn)行了證明。然后，在已提出的部分盲簽名方案的基礎(chǔ)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(chǔ)上，構(gòu)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(guān)的公共信息，使得管理復(fù)雜度大為下降的同時(shí)也保護(hù)了用戶的隱私。 2.對(duì)代理簽名方案進(jìn)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(gè)高效的改進(jìn)方案，該方案有效的彌補(bǔ)了原有方案的安全缺陷。然后，對(duì)Xu等提出的基于身份的門限代理簽名方案(XZF方案)[125]進(jìn)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(quán)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(duì)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(gè)有效的新

6、方案，提高了安全性和計(jì)算效率。最后，在標(biāo)準(zhǔn)模型下提出了一個(gè)新的基于雙線性對(duì)的代理簽名方案，證明了該方案在標(biāo)準(zhǔn)模型下能夠抵抗適應(yīng)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(shù)，實(shí)現(xiàn)了緊湊的安全歸約，并且在密鑰生成、標(biāo)準(zhǔn)簽名、授權(quán)生成、代理簽名生成等階段具有較高的效率。 3.對(duì)廣義指定驗(yàn)證者簽名方案進(jìn)行研究。對(duì)Shailaja等學(xué)者[147]和Huang等學(xué)者[140]分別提出的兩種廣義指定驗(yàn)證者簽名的

7、代理性進(jìn)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(yàn)證者簽名方案，證明了該方案在隨機(jī)預(yù)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(shù)，并且具有較少的雙線性對(duì)運(yùn)算，使得該方案具有較高的效率。 4.對(duì)基于身份的可驗(yàn)證加密簽名方案進(jìn)行研究?；谏矸莸目沈?yàn)證加密簽名是一種擴(kuò)展的簽名方案，他在構(gòu)造公平交換中起到非常重要的作用?，F(xiàn)有的基于身份的可