无后门群签名方案及其在电子支付系统中的应用研究

摘要

群签名方案允许群成员以整个群的名义匿名地签名。但是，为了防止匿名的滥用，群管理者可以追踪一个群签名并将签名者的身份揭露。最近，无后门的群签名方案被提出。和基于Strong-RSA的群签名方案相比，这种新方案不要求群管理者知道后门，一个合数的大素数分解。作者在论文中提出了一种新的全功能无后门群签名方案。和现有的Ateniese的无后门群签名方案相比，本文的方案逻辑性强，复杂性低，效率高，不再需要复杂地证明一个数被承诺到某一区间中。和Miyaji的无后门群签名方案相比，我们的方案具有完备的不相关联性。Miyaji的方案存在相关联性攻击。 针对离线群签名方案复杂性较高，安全性不容易证明的特点，本文设计出了在线群签名方案。并且根据在线群签名方案的特殊性——群成员要生成群签名需要群管理者协助，第一次明确地提出了在线群签名方案模型所需要满足的一个新的安全特性：不可拒绝性，即群管理者不能拒绝协助群成员产生群签名。 本文应用无后门的群签名方案设计出了一种新的电子支付系统。新系统在保持电子支付系统应该具有匿名性和支付可追踪性的前提下，在效率方面比已有的基于群盲化签名的电子支付系统高出一个数量级。同时，通过对电子货币有效使用时间进行限制，有效地消除了一般电子支付系统中可能存在的货币二次花费的现象，同时还使得银行不必将所有存款记录保存在当前数据库中。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1群签名方案的概述

1.2电子支付系统的介绍

1.3研究成果

1.4论文的布局

第二章群签名理论基础及消息恢复签名方案的研究

2.1构建群签名方案的数论基础

2.1.1离散对数问题与表示问题

2.1.2双重离散对数问题

2.1.3 Diffie-Hellman问题

2.1.4 Diffie-Hellman密钥交换

2.2公钥密码学

2.2.1公钥加密

2.2.3身份认证

2.2.4数字签名

2.3哈希函数

2.4知识证明

2.5消息恢复签名方案

2.5.1消息恢复签名方案的变种

2.5.2存在的攻击

2.5.3 Zhang的不可否认代理签名方案的介绍与评论

2.5.4 Zhang的方案的改进

2.6本章小节

第三章无后门的全功能群签名方案

3.1群签名方案的模型与安全性要求

3.2已有群签名方案的剖析

3.2.1 Ateniese的群签名方案的逻辑复杂性

3.2.2 Miyaji的签名方案的相关联性

3.3无后门的群签名方案

3.3.1方案的参数设置

3.3.2群成员的注册

3.3.3成员删除

3.3.4群签名的生成

3.3.5群签名的验证

3.3.6群签名的打开

3.4安全性分析

3.5本章小结

第四章在线群签名方案

4.1在线群签名方案

4.1.1参数配置

4.1.2群成员注册

4.1.3群成员删除

4.1.4在线群签名的产生

4.1.5签名的验证

4.1.6签名的打开

4.2在线群签名方案的安全性分析

4.3在线群签名和离线群签名方案的比较

4.4本章小结

第五章群签名在电子支付系统中的应用

5.1引言

5.2基于群盲化签名方案的电子支付系统

5.2.1系统的描述与安全性分析

5.2.2系统存在问题的分析

5.3电子支付系统的模型

5.4盲签名算法

5.5电子支付系统的算法实现

5.5.1建立

5.5.2取款

5.5.3电子支付

5.5.4存款

5.5.5追踪

5.5.6纠纷处理

5.6电子支付系统的安全性分析

5.7本章小结

第六章电子支付系统的实现

6.1系统设计

6.2关键程序代码

6.3电子支付系统的输出

6.4本章小结

结束语

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致射