面向群體的數(shù)字簽名體制及其應用研究.pdf

1、本文針對部分面向群體的數(shù)字簽名體制及其應用進行了研究，主要集中在代理簽名、并發(fā)簽名和組證明協(xié)議等方面，圍繞效率、安全性分析、方案設(shè)計等開展討論。
　　 代理簽名是由Mambo等人在1996年提出的。在一個典型的代理簽名方案中，原始簽名者授權(quán)代理簽名者代表其產(chǎn)生有效的代理簽名，驗證者在驗證代理簽名有效性的同時驗證授權(quán)的合法性。近年來，許多專家學者將門限機制和代理簽名方案相結(jié)合，提出了多個門限代理簽名方案。在一個(t，n)門限代理簽

2、名方案中，至少要有t個代理簽名者協(xié)作，才可生成一個有效的代理簽名。匿名的門限代理簽名方案在抵抗合謀攻擊方面一直沒有較好的辦法，因此Hwang，Lin和Lu等人提出了一個已知簽名人的不可否認門限代理簽名方案，但Tzeng等人指出他們的方案會遭受原始簽名者偽造攻擊，并提出一個改進方案。本文首先分析指出Tzeng等人方案設(shè)計上的缺陷，然后提出一個新的改進方案，并證明新方案能有效地抵抗原始簽名者偽造攻擊。隨后，我們又提出了一個新型門限代理簽名方

3、案，該方案能夠抵抗偽造攻擊、替換公鑰攻擊、證書攻擊以及合謀攻擊等多種攻擊方法。通過比較可以看出，新方案與已有的基于離散對數(shù)問題的門限代理簽名方案相比，大大降低了計算復雜度，具有較高的執(zhí)行效率。
　　 門限代理簽名方案作為面向群體的應用，只是考慮到了代理簽名者是一個群體的情況。然而，在面向群體的環(huán)境下，也可以考慮力個原始簽名者授權(quán)m個代理簽名者的情況。為了使原始簽名者和代理簽名者的利益都受到公平的保護，在2005年，Hwang等人

4、提出了一個新的(t，n)門限代理(c，m)門限簽名方案，該方案允許在n個原始簽名者中至少有t個人協(xié)作才能授權(quán)給由m個人組成的代理群組PG，而在PG中只有不少于c個人合作才能生成合法的門限代理門限簽名。隨后，Tang等人和Han等人對該方案做了安全性分析，指出Hwang等人方案的缺陷，并給出了各自的改進方案。經(jīng)過深入分析，我們發(fā)現(xiàn)無論是原始的門限代理門限方案還是后面的兩個改進方案都無法抵抗合謀攻擊和替換公鑰攻擊，然后給出了一個新的改進方案

5、。
　　 隨著網(wǎng)絡技術(shù)的進一步發(fā)展，電子商務成為人們生活中一項非常重要的經(jīng)濟活動。公平交易協(xié)議是實現(xiàn)電子商務中交易雙方公平交易的基本保障，該類協(xié)議要確保在交易的過程中，交易雙方在任何時候都不能占有任何優(yōu)勢，交易的最終結(jié)果是要么雙方都得到對方的東西或服務，要么雙方都沒有得到。我們針對非基于TTP的公平交易協(xié)議做了研究，主要是并發(fā)簽名協(xié)議。一個并發(fā)簽名協(xié)議允許兩方以特定的方式產(chǎn)生簽名，他們的簽名從一個第三方驗證者角度來看，是無法辨認

6、真正的簽名者的，直到某個“關(guān)鍵參數(shù)”的秘密值被公開釋放之后，兩個簽名才能同時與它們實際的簽名者綁定。在并發(fā)簽名的研究中，我們主要取得了兩個成果：第一，指出Huang等人的完美并發(fā)簽名方案是不安全的，A與B都能獨自偽造AB雙方的并發(fā)簽名，并且在并發(fā)簽名產(chǎn)生后，參與方A和B都能偽造一個對任意消息的并發(fā)簽名，為了彌補上述的漏洞，我們提出了一個改進方案，并證明了它的安全性；第二，回顧了一個基于身份的公平并發(fā)簽名方案，然后對其進行了安全性分析，指

7、出他們的方案不能滿足強不可偽造性，即惡意的初始簽名者能夠成功偽造出一個并發(fā)簽名，隨后提出一個改進方案并給出了安全性證明。
　　 我們的第三個研究重點是組證明協(xié)議。一個組證明實際上是兩個或多個RFID標簽在有效范圍內(nèi)同時被一個讀寫器掃描到的證據(jù)。根據(jù)驗證后臺實時在線與否，分為在線組證明協(xié)議和離線組證明協(xié)議。在線模式下，驗證后臺可以通過讀寫器和標簽進行實時的信息交互。而在離線模式下，驗證后臺無法和讀寫器或是標簽進行實時的交互，只能異

8、步地對組證明進行驗證或是其他的處理。組證明協(xié)議的一個典型應用就是檢查標簽組內(nèi)的所有標簽是否呆在一起。例如，通過組證明協(xié)議就可以很容易地知道一輛汽車中被標簽過的不同部件是不是在一起。最近，越來越多的學者開始關(guān)注這類協(xié)議，并提出了他們各自的方案。然而，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)已有的大多數(shù)方案都是不安全的。
　　 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，可證安全的RFID協(xié)議研究逐漸成為一個學術(shù)熱點。但是據(jù)我們所知，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的組證明RFID協(xié)議的研究成果