若干特殊数字签名的研究与应用

论文摘要

“数字签名”思想是W.Diffie与M.Hellman在他们的开放性论文“密码学的新方向”中首先提出的。研究者之所以提出数学签名方案,就是为了使个人或组织能“数字地”对某份数字文件签名,随着网络的发展和信息系统的广泛使用,电子政务,电子商务甚至日常生活都大量对数字文件进行各种处理,数字签名作为手写签名在数字文件中的合法对应物必将被广泛应用.随着研究的逐步深入,许多著名的数字签名得以提出,如RSA,ElGamal.DSS等,但在某些应用中,很有必要为普通数字签名方案增加某些额外的特性.于是出现了许多特殊类型的数字签名方案,我们称这些方案为具有特性的数字签名方案.本文的主要工作就是围绕这些具有特性的方案的理论与应用而展开的.自1991年群签名的概念由D.Chaum与E.Heyst提名以来,群签名因其显著的特性引起人们的广泛关注.许多群签名方案及基于群签名方案的密码协议被提出.但是群签名方案的效率是一个棘手的问题.为使群签名同时具有匿名信与可追踪性(发生争议时可打开).群签名的执行效率往往比较低下,因此,群签名方案的效率分析遍成为一个令人感兴趣的问题.本文对几个典型的群签名方案进行了效率分析.结果显示,G.Ateniese等人在CRYPTO’2000上提出的群签名方案具有较为优越的效率与安全特性,以该方案为基础构造各种密码协议可能会达到较好性能.多群签名方案是对普通签名方案的一种推广.如何构造安全、高效的多群签名到目前为止还是一个为解决的问题.在G.Ateniese和G.Tsudik的多群签名方案中,主要缺陷是使用了低效的基于两个双重离散对数相等的知识签名协议.为此,提出了两个改进方案,新方案的构造过程使用了更为高效的数字签名协议.新方案的安全性在随机语言模型下得到了较为充分的分析.而且,使用了具体参数将新方案与原始方案进行了执行效率的比较.另外,还提出了一个群签名方案,该方案是对G.Ateniese和G.Tsudik的子签名方案的改进.可以证明几个新方案都具有更好的安全性、有效性和实用性。本文提出一个新的针对指定接收组的多重签名方案和提出一个新的门限共享验证签名方案,并设计了一个新的口令共享认证方案,该方案可以弥补祁明等方案的不足。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• §1.1 背景介绍
• §1.2 本文的工作
• §1.3 本文的组织
• 第二章 数字签名方案概述
• §2.1 数字签名的定义和安全性
• 2.1.1 数字签名的一般定义
• 2.1.2 数字签名的基本要素
• 2.1.3 数字签名安全性所基于的困难问题
• 2.1.4 数字签名安全性的证明方法
• 2.1.5 数字签名的攻击
• §2.2 数字签名的分类
• 2.2.1 代理签名
• 2.2.2 多方参与的数字签名
• 2.2.3 验证受限的数字签名
• 2.2.4 群签名
• 2.2.5 盲签名
• 2.2.6 环签名
• 2.2.7 前向安全签名
• 第三章 群签名方案的研究综述
• §3.1 典型的群签名方案及其分析
• §3.2 对几个群签名方案的效率分析
• 第四章 基于ACJT群签名构造一个多群签名方案及一个子群签名方案
• §4.1 ACJT群签名方案
• 4.1.1 系统的建立
• 4.1.2 成员加入
• 4.1.3 签名
• 4.1.4 签名验证
• 4.1.5 签名的打开
• §4.2 多群签名方案简介
• §4.3 多群签名方案
• 4.3.1 系统的建立
• 4.3.2 成员的加入
• 4.3.3 签名
• 4.3.4 验证签名
• 4.3.5 签名的打开
• 4.3.6 安全性及效率分析
• §4.4 子群签名方案简介
• §4.5 一个高效的子群签名方案
• 4.5.1 签名
• 4.5.2 验证签名
• 4.5.3 安全性及效率分析
• §4.6 本章小结
• 第五章 针对指定接收组的多重签名方案
• §5.1 研究进展
• §5.2 Laih-Yen方案及其缺陷
• 5.2.1 Laih-Yen方案简介
• 5.2.2 Laih-Yen方案的密码分析
• §5.3 一个新的针对指定接收组的多重签名方案
• 5.3.1 方案介绍
• 5.3.2 安全性分析
• §5.4 一个门限共享验证签名方案
• 5.4.1 Shamir门限方案介绍
• 5.4.2 方案介绍
• 5.4.3 安全性分析
• §5.5 一个口令共享认证方案的密码分析
• 5.5.1 一个口令共享认证方案简介 #3l
• 5.5.2 密码分析
• §5.6 一个新的口令共享认证方案
• 5.6.1 方案介绍
• 5.6.2 安全性分析
• §5.7 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢