一个基于身份的无可信PKG的代理签名

论文摘要

随着现代通信技术和计算技术的迅速发展,尤其是网络技术的迅猛发展,计算机网络己经进入到了人类社会的诸多领域,人类社会已经进入信息时代。安全便利的通信己成为人们追求的目标,由于数字签名可以实现网络身份认证,数据完整性保护和不可否认性,在电子商务系统中充当重要的角色。自从公钥密码体制诞生以来,越来越多适用于不同应用领域的数字签名方案和算法被设计出来,同时这些数字签名方案也面临着来自各界的攻击。因此,怎样设计出安全实用的数字签名方案,已经成为国内外学者探讨和研究的重要课题。在现实世界中,人们经常需要将自己的某些权利委托给可靠的代理人,由代理人代表本人行使这些权利。在这些可以委托的权利中包括人们的签名权。委托签名权的传统方法是使用印章,因为印章可以在人们之间灵活传递。在电子化信息社会中,同样会遇到委托代理签名权的问题,但最初的数字签名并不具备代理功能。1996年Mambo,Usuda和Okamoto提出了代理签名的概念[2]。在这种签名中当原始签名者由于某种原因无法执行签名时,他可以把数字签名的权利委托给一个被指定的代理签名者来代替他行使签名权。同时Mamb。等人还给出了代理签名方案应满足可区分性,可验证性,不可伪造性,不可否认性,可识别性,防止滥用性等六条性质[2,3]。代理签名在电子商务,电子支付系统,电子选举,电子拍卖,移动代理系统,分布式共享系统,全球分布式网络,移动通信等方面都有着重要应用。由于代理签名在现实中有着重要的应用前景,所以一被提出便受到国内外学者的广泛关注,并对其进行了深入的探讨与研究,并且提出了许多在基本代理签名基础上进行扩展而来的新型的签名方案,如代理多重签名,门限代理签名,基于身份的代理签名,盲代理签名,具有证书撤销功能的代理签名,一次性代理签名,匿名代理人代理签名等。基于身份的密码的概念是由Shamir首先提出来的[4]。在一个基于身份密码体制中,允许用户把公开已知的信息作为公开和秘密密钥对中的公开密钥。因此在基于身份的签名体制中,当验证者验证某个签名时不必先获取签名者的公钥证书,明显简化了基于证书公钥环境下的密钥管理。利用椭圆曲线上的Weil对和Tate对可以构造出一种双线性映射,这种映射具有双线性,非退化性,可计算性等三个性质。双线性对的应用在构建基于身份的签名中有着很重要的作用,它能使签名算法的安全性和效率都得到很好的改进。基于双线性对的各种应用,又有很多新的代理签名被提出。在传统的IBC中,如果PKG不是诚实的,那么PKG就可以伪造一个有效签名。算法的安全性就存在隐患。同样,在代理签名中,如果原始签名人可以产生一个与代理签名者同样的代理签名,这对代理签名者很不公平。在本文中第四部分提出的代理签名则可以有效的避开这种隐患。在论文中,首先回顾了已有的一些代理签名方案,并对M-U-O代理签名等方案进行了简单分析,然后基于Jingwei Liu等人提出的一个无可信PKG的基于身份的签名方案[1]作为基本签名,对其密钥作出改变,使之符合代理签名的密钥特点,并使之成为一个有效的代理签名方案。在该方案中,原始签名者无法伪造一个合法代理签名,因为他只能产生部分代理密钥。而算法的安全性基于可计算Diffie-Hellman问题。在随机理论模式下,该算法能抵抗现有的适应性选择明文的伪造和ID攻击。经过效率和安全性的分析,该方案优于现有的典型的有保护代理的代理签名方案。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 符号说明
• 第一节 引言
• 1.1 代理签名的研究现状
• 1.2 本文所做工作
• 1.3 论文的章节安排
• 第二节 预备知识
• 2.1 双线性映射
• 2.2 Gap Diffie-Hellman Group
• 2.3 基于双线性的短签名算法
• 2.4 代理签名的几个特点
• 第三节 代理签名
• 3.1 数字签名和代理签名的发展背景
• 3.2 代理签名的概念
• 3.3 代理签名的分类
• 3.4 几个典型代理签名方案及其缺陷
• 3.4.1 M-U-O代理签名方案
• 3.4.2 祁明和Harn的代理签名方案
• 第四节 一个基于身份的无可信PKG的代理签名
• 4.1 新的代理签名算法
• 4.2 安全性分析
• 4.2.1 可验证性
• 4.2.2 强不可伪造性
• 4.2.3 可区分性
• 4.2.4 强不可否认性
• 4.2.5 强可识别性
• 4.2.6 防止滥用性
• 4.3 效率分析
• 第五节 总结与展望
• 5.1 论文的总结
• 5.2 对进一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表