基于橢圓曲線密碼和群簽名的電子貨幣的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，許多傳統(tǒng)意義上的離線服務(wù)，如電子貨幣、郵件、電子選舉和電子政務(wù)等，都適時地轉(zhuǎn)變?yōu)榱司€上服務(wù)?，F(xiàn)今，構(gòu)建面向信息的公司或企業(yè)，不僅彰顯公司的科技實力，更是獲得公司競爭力的商業(yè)策略。電子貨幣是一種最突出的、與日常生活息息相關(guān)的線上電子商務(wù)的例子。即便如此，因為安全問題的原因，這一便利的工具至今仍未贏得大眾的廣泛信任。
　　 為解決電子商務(wù)中的安全問題，提高公眾對于線上電子活動的信任度，本文基

2、于橢圓曲線中的雙線性映射理論，在電子貨幣和群簽名兩個方面展開研究，主要工作如下：
　　 本文提出了一種基于用戶身份的群簽名機(jī)制，該機(jī)制可以解決因為增加新的群成員，或刪除舊的群成員時產(chǎn)生的問題。這樣，我們的群簽名機(jī)制可以很好地適應(yīng)于大的用戶群組系統(tǒng)，因為群的公鑰和簽名的長度和群的大小無關(guān)。這種基于用戶ID的群簽名方法的安全性依賴于解離散對數(shù)的難度，以及橢圓曲線上的雙線性映射難度。另外，這種機(jī)制允許群用戶用同樣的密鑰對多次簽名。同時

3、，我們證明了本機(jī)制對于偽造攻擊和鏈接攻擊是安全的，并且當(dāng)群成員試圖欺騙攻擊時群的管理者可以追蹤到這些成員。
　　 本文提出了兩種基于橢圓曲線密碼ECC的電子貨幣機(jī)制。第一種機(jī)制采用單秘密密鑰，在發(fā)生重復(fù)消費時該密鑰可以被解讀。而第二種機(jī)制采用雙秘密密鑰，在發(fā)生重復(fù)消費時只有一個密鑰可以被解讀，另外一個依然保密。雙密鑰機(jī)制的優(yōu)勢在于，當(dāng)發(fā)生消息泄露時，用戶不需要重新開一個賬戶，原有賬戶的安全性不變。由于這兩種機(jī)制都是盲電子貨幣，因

4、此，銀行無法獲得電子錢幣的任何信息，從而保證了電子貨幣的安全性。同時，除了抵御雙向消費，這兩種方法均具備不可偽造性、不可鏈接性，并能夠抵御洗黑錢和電子敲詐等行為。更進(jìn)一步地，因為采用了注冊機(jī)制，基于雙密鑰機(jī)制的電子貨幣系統(tǒng)能夠極大地簡化零知識證明(Zero Knowledge Proofs，ZKP)的過程。除此之外，客戶還可以在一次取款交易中取出較大數(shù)量的電子錢幣，只要不是重復(fù)消費，銀行和商戶都無需驗證，這樣可以減少因分次取款引起的計算

5、開銷。
　　 本文深入研究了群簽名相關(guān)的理論和工作，將本文的群簽名機(jī)制結(jié)合到現(xiàn)有的電子貨幣系統(tǒng)中去。論文給出了如何應(yīng)用我們的群簽名機(jī)制去構(gòu)建電子貨幣系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，多家銀行可以安全地發(fā)行匿名的、不可追蹤的電子貨幣。進(jìn)一步地，在某些特定的場景下，一個可信第三方還可以撤銷可疑交易的匿名性以便追蹤。本文所提出的機(jī)制，其相關(guān)參數(shù)的空間、時間和通信復(fù)雜度都與群組大小無關(guān)。最后需要指出，本文所構(gòu)建的系統(tǒng)能夠確保重復(fù)消費者可被追蹤，支持電子