基于圆锥曲线密码体制的XML数字签名

摘要

可扩展标记语言XML(Extensible Markup Language)以其独有的特点在网络数据表示和信息交换中扮演着极其重要的角色。为了保证XML文档的传输安全，有关机构制定了一系列XML安全技术规范。
　　 圆锥曲线密码体制是人们近年来提出的一种新的公钥密码体制。相对于椭圆曲线密码体制而言，圆锥曲线密码体制具有计算更简单、编码和解码更容易实现、运算速度更快等优点。一些学者的研究结果表明，在圆锥曲线的阶和椭圆曲线的阶相同的情况下，圆锥曲线群上的离散对数是一个不比椭圆曲线离散对数容易的困难问题。
　　 本文研究了圆锥曲线公钥密码体制，并将其应用到XML数字签名领域。
　　 首先，本文研究了圆锥曲线密码体制和数字签名的基本理论，并根据已有的基于环Zn上的圆锥曲线ElGamal型数字签名方案，提出了一种改进的数字签名方案，理论证明和实验结果表明，改进的数字签名方案安全性得到了进一步提高。
　　 其次，将改进后的圆锥曲线数字签名方案应用到XML数字签名领域，设计并实现了一个学生成绩XML数字签名应用系统，其中包括：系统的功能设计、数据流程分析、功能模块设计、基本运算的算法设计、系统参数的选择等，并给出了程序的运行结果。
　　 最后，分析和比较了应用系统的安全性和算法的运行效率，验证了本文提出的数字签名方案在XML数字签名领域应用的有效性。实际运行结果表明，本文设计的应用系统达到了预期的功能和效果，系统的安全性和运行效率得到进一步提高。与改进前的数字签名方案相比，改进后的方案安全性更高。在密钥长度相同的情况下，与RSA公钥密码体制相比，圆锥曲线公钥密码体制的安全性更高；与椭圆曲线公钥密码体制相比，圆锥曲线公钥密码体制的运行速度更快。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1论文选题背景

1.2课题研究综述

1.2.1 XML数字签名技术

1.2.2 公钥密码理论基础

1.2.3 圆锥曲线密码体制

1.3论文研究内容

第2章 圆锥曲线公钥密码体制

2.1 有限域Fp上的圆锥曲线

2.1.1有限域Fp上的圆锥曲线定义

2.1.2有限域上圆锥曲线点的加法运算定义

2.1.3有限域上的圆锥曲线公钥密码体制

2.2环Zn上的圆锥曲线

2.2.1环Zn上的圆锥曲线定义

2.2.2环Zn上圆锥曲线点的加法运算定义

2.2.3环Zn上圆锥曲线的性质

2.2.4环Zn上的圆锥曲线公钥密码体制

2.3环Zn上的圆锥曲线数字签名改进方案

2.3.1环Zn上圆锥曲线RSA密码体制和数字签名方案

2.3.2环Zn上圆锥曲线ElGamal密码体制和数字签名方案

2.3.3环Zn上圆锥曲线ElGamal签名方案的改进

第3章XML信息安全技术

3.1 XML相关知识

3.1.1 文档结构定义

3.1.2文档显示

3.1.3文档解析

3.1.4数据查询

3.2 XML加密技术

3.2.1 XML加密语法结构

3.2.2 XML加密处理

3.3 XML数字签名

3.3.1 XML签名语法结构

3.3.2 XML签名类型

3.3.3 XML签名处理

第4章XML数字签名系统的设计

4.1系统功能设计

4.1.1系统数据流程

4.1.2系统模块设计

4.2模块算法设计

4.2.1文档生成模块

4.2.2密钥生成模块

4.2.3签名生成模块

4.2.4签名验证模块

第5章XML数字签名系统的实现

5.1系统实现平台

5.2模块功能实现

5.2.1文档生成模块

5.2.2密钥生成模块

5.2.3签名生成模块

5.2.4签名验证模块

5.3运行结果分析

5.3.1安全性分析

5.3.2运行效率分析

第6章结语

6.1论文总结

6.2工作展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间科研情况