一些群簽名及代理簽名的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、為了提高簽名效率、保護(hù)用戶的隱私、解決數(shù)字簽名的授權(quán)以及數(shù)字信息的安全傳遞，開(kāi)展基于群體的數(shù)字簽名和代理簽名的研究不僅具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，而且還對(duì)國(guó)家安全和信息化建設(shè)具有極為重要的意義。 本文對(duì)現(xiàn)有典型的基于群體的數(shù)字簽名體制及代理簽名體制進(jìn)行了安全性分析，對(duì)某些體制進(jìn)行了改進(jìn)，構(gòu)建了滿足安全要求的群簽名體制、代理簽名體制，提出了群-代理簽名的概念及具體體制。主要研究成果如下： (1)對(duì)幾個(gè)典型的基于群體的數(shù)字簽名體制進(jìn)

2、行了安全性分析，具體如下： 首先，對(duì)Wu等人提出的基于自認(rèn)證公鑰的(t,n)門限簽名體制進(jìn)行了安全性分析，他們的體制試圖結(jié)合自認(rèn)證公鑰系統(tǒng)和門限簽名體制的特性。雖然相比傳統(tǒng)的基于證書的相關(guān)體制，他們的體制效率更高，但是安全性分析表明他們的體制所基于的基礎(chǔ)模塊(即用于生成基于自認(rèn)證公鑰的部分簽名密鑰的算法)是不可行的。 其次，對(duì)Kwak等人改進(jìn)的分布式簽密體制和群簽密體制進(jìn)行了安全性分析，指出他們改進(jìn)的體制不能保證發(fā)送者匿

3、名的特性，所以相比原有的基本體制沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，他們推廣的群簽密體制同樣是可以偽造的、不可追蹤的，并且不能抵抗聯(lián)合攻擊等。 最后，對(duì)Castelluccia提出的將基于身份的簽名體制轉(zhuǎn)化為群簽名體制的模型和Popescu提出的基于此模型的一個(gè)具體的群簽名體制進(jìn)行了安全性分析。指出他們的模型不夠準(zhǔn)確，并且構(gòu)建的具體體制不能滿足群簽名體制的匿名性、不可鏈接性、抗陷害攻擊和可追蹤性等。 (2)對(duì)Tzeng等人提出的一個(gè)一般

4、化的代理簽名體制進(jìn)行了安全性分析，并提出了改進(jìn)方案。Tzeng等人提出了一個(gè)代理簽名體制的變種即具有共享驗(yàn)證的門限多重代理多重簽名體制，他們的體制尤其適用于需要指定驗(yàn)證者的場(chǎng)所，并可以看成是一個(gè)一般化的代理簽名體制。我們對(duì)其進(jìn)行了安全性分析，指出他們的體制不能抵抗陷害攻擊，而且他們的體制依賴于一個(gè)可信的第三方：即共享秘密發(fā)布中心(SDC)初始化系統(tǒng)參數(shù)。我們對(duì)基本體制進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的體制不但克服了所有的安全性缺陷，而且不再需要SDC

5、。對(duì)該體制分析和改進(jìn)的方法用于在后續(xù)章節(jié)指導(dǎo)設(shè)計(jì)安全的代理簽名體制。 (3)提出了基于圓錐曲線群的動(dòng)態(tài)群簽名體制并進(jìn)行了安全性分析。自群簽名的概念提出以來(lái)，很多學(xué)者已經(jīng)提出了許多具體的群簽名體制。然而，群簽名的概念想要真正變得實(shí)用和可信，群簽名體制涉及的每個(gè)子算法必須安全和高效；同時(shí)，允許群成員動(dòng)態(tài)地加入和離開(kāi)群體是另一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。我們構(gòu)建了第一個(gè)基于圓錐曲線群的支持注銷群成員的群簽名體制，由于圓錐曲線群的特有屬性，體

6、制的效率非常高。 (4)提出了兩個(gè)實(shí)用可行的代理簽名體制，具體如下： 提出了基于白認(rèn)證公鑰的代理簽名體制。由于自認(rèn)證公鑰的特性，可以省去傳輸公鑰證書以及顯式地驗(yàn)證公鑰證書正確性的過(guò)程。從而，原始簽名人和代理簽名人公鑰的認(rèn)證和代理簽名有效性的驗(yàn)證可以同時(shí)完成。不象多數(shù)已有代理簽名體制的安全性松散依賴于離散對(duì)數(shù)假設(shè)，我們的體制在隨機(jī)預(yù)言模型下緊密依賴于確定性Diffie-Hellman(DDH)假設(shè)。 提出了基于身份

7、的不指定代理簽名者的代理簽名體制，同時(shí)具有可恢復(fù)消息的特性，并用來(lái)構(gòu)建移動(dòng)代理方案。與多數(shù)已有的代理簽名方案不同的是：我們的方案不但滿足強(qiáng)的不可否認(rèn)性，并且具有保護(hù)代理簽名者隱私的特性。我們的代理簽名方案同時(shí)具有基于身份的簽名體制和可恢復(fù)消息簽名體制的優(yōu)點(diǎn)，安全性基于RSA假設(shè)。 (5)結(jié)合群簽名的概念和代理簽名的特性，提出了群一代理簽名的概念，并構(gòu)建了一個(gè)具體的體制應(yīng)用于電子現(xiàn)金發(fā)布系統(tǒng)。代理簽名和群簽名已發(fā)展成兩個(gè)基本的密碼