基于雙線性對(duì)的簽名體制及緊安全規(guī)約研究.pdf

1、雙線性映射和可證安全技術(shù)正在當(dāng)前的密碼學(xué)界、代數(shù)學(xué)界甚至業(yè)界全面展開(kāi),這正是需要密碼學(xué)作出回答的前沿課題,具有相當(dāng)深刻的實(shí)踐意義.在此背景下,本文專注于這兩個(gè)方面的研究,就緊安全性規(guī)約問(wèn)題、基于雙線性對(duì)技術(shù)的密碼構(gòu)件設(shè)計(jì)展開(kāi)論述,提出了新穎有效的密碼算法.本文的主要貢獻(xiàn)及創(chuàng)新點(diǎn)為: (1)詳細(xì)梳理了雙線性對(duì)技術(shù)的研究與發(fā)展,給出了可證安全知識(shí)概述.本文不僅概述了數(shù)字簽名的形式化定義以及密碼學(xué)中的可證安全思想,還認(rèn)真梳理了國(guó)內(nèi)外代

2、數(shù)學(xué)界和密碼學(xué)界的主要論文和相關(guān)專著;在代數(shù)學(xué)和計(jì)算復(fù)雜度理論的框架中,厘清了橢圓曲線、雙線性映射以及橢圓曲線密碼的概念和應(yīng)用;從局限性和可行性兩個(gè)角度對(duì)密碼學(xué)中的超奇異橢圓曲線進(jìn)行綜合分析:給出了基于身份的密碼系統(tǒng)的定義、數(shù)字簽名算法的可證安全性研究現(xiàn)狀、緊安全性規(guī)約的意義以及代理簽名的安全性和特殊代理簽名適用范圍等方面的一般性表述. (2)提出了一個(gè)著名短簽名方案和相應(yīng)環(huán)簽名體制的新的安全性證明,新的結(jié)論具有緊規(guī)約的特點(diǎn).

3、 長(zhǎng)度比較小的數(shù)字簽名在現(xiàn)實(shí)中有許多應(yīng)用,尤其是在低帶寬通訊環(huán)境下.在一個(gè)環(huán)簽名體制中,任意一個(gè)人都可以選取任意一群人作為可能的簽名者,然后使用自己的私鑰和其他所有人的公鑰對(duì)任意消息產(chǎn)生環(huán)簽名,而不需要征得這些人的同意或是幫助.本文首先回顧了著名的BLS短簽名體制和在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的環(huán)簽名方案,然后給出了這兩個(gè)體制的新的安全性證明,新的證明具有緊安全性規(guī)約這一良好性質(zhì).新的結(jié)論一方面加強(qiáng)了我們對(duì)BLS體制和相應(yīng)的環(huán)簽名方案的安全性所

4、持有的信心度,另一方面也可以較好地劃分CDH假設(shè)與1m-CDH假設(shè)之間的強(qiáng)弱對(duì)比. (3)提出了基于雙線性對(duì)技術(shù)的可驗(yàn)證加密簽名體制并給出了形式化的安全性分析,提供了標(biāo)準(zhǔn)模型下具有緊安全性規(guī)約的不可偽造性證明.可驗(yàn)證加密簽名在樂(lè)觀的合同簽署協(xié)議中用于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)公平交易.因此討論可驗(yàn)證加密簽名算法具有很強(qiáng)的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值.本文對(duì)可驗(yàn)證加密簽名及其安全性進(jìn)行了嚴(yán)格定義,設(shè)計(jì)了兩個(gè)可證安全的可驗(yàn)證加密簽名方案,并給出了它們的緊

5、安全性規(guī)約的證明,引人注意的是安全性規(guī)約都是在標(biāo)準(zhǔn)模型下給出的.(4)基于雙線性對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)了新穎有效的多代理簽名、代理多簽名、多代理多簽名以及代理簽密體制. 在代理簽名基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,本文全面闡述了多代理簽名、代理多簽名、多代理多簽名等體制的使用環(huán)境、概念以及相應(yīng)的安全性需求,并首次使用雙線性對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)了多代理簽名、代理多簽名體制和基于身份的多代理多簽名方案,同時(shí)對(duì)各個(gè)算法的安全性/有效性進(jìn)行了分析.這樣設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是方案的

6、安全性不再依賴于較強(qiáng)的判定性Di伍e-Hellman假設(shè),從而具有更強(qiáng)的安全性. 在一個(gè)簽密方案中,消息加密和消息簽名可以在一個(gè)邏輯步驟中同時(shí)實(shí)現(xiàn).與傳統(tǒng)的先簽名再加密相比,簽密需要計(jì)算代價(jià)更小、通訊帶寬更少,效率顯著提高.本文首先從形式化角度給出簽密的定義及其安全模型,然后針對(duì)代理簽名只能提供授權(quán)認(rèn)證而不能提供保密性這一問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一個(gè)基于身份的代理簽密算法,該算法在基于身份的環(huán)境中,能夠組合代理簽名和加密技術(shù)的功能從而擴(kuò)展了