數(shù)字簽名認(rèn)證理論與應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、1976年，Diffie和Hellman利用公鑰密碼學(xué)的思想提出了數(shù)字簽名的概念，作為信息安全領(lǐng)域的核心技術(shù)，數(shù)字簽名具有提供消息完整性、認(rèn)證性和不可否認(rèn)性的功能。數(shù)字簽名已經(jīng)成為密碼學(xué)一個(gè)重要研究領(lǐng)域，對(duì)信息安全產(chǎn)生了非常重大的影響，也引起了國(guó)際信息安全相關(guān)學(xué)科、甚至整個(gè)信息科學(xué)界的高度重視。
　　本文對(duì)現(xiàn)有公鑰密碼體制，包括基于身份密碼體制、無(wú)證書公鑰密碼體制以及基于身份公鑰密碼體制等進(jìn)行研究，總結(jié)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安全特性，并以此

2、為參考定義可證明安全模型下的簽名/簽密的一般結(jié)構(gòu)和安全模型。在可證明安全模型下對(duì)具有特殊性質(zhì)的數(shù)字簽名進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出滿足可證明安全的、更為有效的數(shù)字簽名。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的需求，研究具有特殊性質(zhì)的數(shù)字簽名與認(rèn)證技術(shù)和公平交換協(xié)議;并將研究方法和結(jié)果與電子商務(wù)等其他領(lǐng)域應(yīng)用相結(jié)合，主要包括以下幾個(gè)部分內(nèi)容:
　　1.對(duì)數(shù)字簽密結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安全特性進(jìn)行了研究，分析現(xiàn)有簽密方案，在一個(gè)可公開(kāi)驗(yàn)證的簽密方案基礎(chǔ)上，提出一個(gè)同時(shí)滿足公開(kāi)可驗(yàn)證性

3、和前向安全性的簽密方案，解決了簽密算法研究中這一公開(kāi)問(wèn)題。盲簽密可以在保證參與者匿名的同時(shí)提供消息的認(rèn)證和加密，針對(duì)現(xiàn)有大多數(shù)盲簽密無(wú)法滿足公開(kāi)驗(yàn)證特性的問(wèn)題，提出一個(gè)新的盲簽密方案，通過(guò)分析，方案能夠滿足機(jī)密性、正確性、不可偽造性、不可否認(rèn)性和公開(kāi)驗(yàn)證的特性。在基于身份的公鑰密碼體制基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)新的基于身份的多重簽密方案，并給出了相關(guān)安全屬性的證明。該方案能夠滿足公開(kāi)驗(yàn)證性和簽密者身份的驗(yàn)證，任何驗(yàn)證者都可驗(yàn)證多重簽密人的誠(chéng)實(shí)性

4、和簽密的合法性。該方案密文長(zhǎng)度小，效率較高，并有效避免了傳統(tǒng)方案中證書傳遞、管理等問(wèn)題。
　　2.密鑰協(xié)商是信息安全和數(shù)據(jù)保密的重要手段，在無(wú)證書公鑰密碼體制下，本文對(duì)密鑰協(xié)商進(jìn)行了研究。構(gòu)造了一個(gè)有效的無(wú)證書兩方認(rèn)證密鑰協(xié)商協(xié)議，經(jīng)過(guò)安全分析表明，方案滿足目前已知的安全屬性要求，保持了較好的計(jì)算效率，同時(shí)克服了基于身份的公鑰密碼體制存在的對(duì)密鑰生成中心(KGC)的依賴以及密鑰托管問(wèn)題。
　　3.針對(duì)電子商務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域的具體需

5、求，基于無(wú)證書公鑰密碼體制，對(duì)代理盲簽名和聚合簽名進(jìn)行了研究。構(gòu)造了一個(gè)高效安全的無(wú)證書代理盲簽名，并給出了一個(gè)具體的多銀行電子現(xiàn)金系統(tǒng)方案。方案中對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行預(yù)先計(jì)算，并作為系統(tǒng)公開(kāi)參數(shù)發(fā)布，簽名生成過(guò)程無(wú)須進(jìn)行雙線性對(duì)的運(yùn)算，與現(xiàn)有同類算法比較，具有更高的計(jì)算效率，在實(shí)際應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)。在聚合簽名方面，利用雙線性對(duì)構(gòu)造了一個(gè)新的無(wú)證書聚合簽名方案，在隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型下證明了其安全性。新方案在第一類攻擊者AⅠ和第二類攻擊者AⅡ的自適應(yīng)

6、選擇消息攻擊和選擇身份攻擊下是存在不可偽造的，其簽名和驗(yàn)證過(guò)程都僅需要三次雙線性對(duì)運(yùn)算，在計(jì)算量方面，新方案均較現(xiàn)有相關(guān)算法效率更具優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于電子商務(wù)等領(lǐng)域。
　　4.基于聚合代理簽名的概念，利用雙線性對(duì)構(gòu)造了一個(gè)基于證書的聚合代理簽名，對(duì)基于證書聚合代理簽名的安全模型進(jìn)行了定義，并在隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型下證明方案在自適應(yīng)選擇消息攻擊下存在簽名不可偽造性，其安全性可歸約于CDH問(wèn)題。較n個(gè)獨(dú)立代理簽名，本文方案有效壓縮了簽名長(zhǎng)度