基于前向安全数字签名与XML签名的电子印章研究

摘要

电子印章是应用层的数字签名,是电子签章的一种,由于文档签名与其他类型数据如程序,数据库数据等相比有其特殊性,该文针对文档签名的特殊性,如签名的可见与可证实性,文档的归档特性,文档阅读的方便性等进行了分析,指出文档实际上是一种格式化的数据,可以分为数据与格式两个部分,在此基础上提出了对文档进行签名的要求.前向安全是数字签名应用提出的一个新要求,在要长期保存以备验证的文档中使用数字签名时显得更为重要,该文基于离散对数与求模n的平方根的难题提出了一种不需要额外存储空间的前向安全数字签名方案,该签名方案具有通常长度的公钥与私钥,在提出该签名的同时,给出了利用求模n的平方根的难题做密钥进化来构造前向安全数字签名方案的必要条件,并对该方案的安全性与性能进行了分析.该文把该前向安全数字签名方案应用在电子印章系统中,使得使用印章进行签章的文档具有前向安全性.在对文档的签章中,把文档数据以及签名数据用XML数据来表示,把文档数据的签名转化为对通用数据对象的签名,由于XML签名规范是数据签名的标准,我们在对文档签章时对其签名元素进行了扩充,满足印章与前向安全签名的要求,同时利用文档转换来保证文档具有的相关特性.该文重点讨论了从RTF格式的文档到XML文档的转换,通过对转换程序的签名由可信的第三方来保证转换的安全性.最后,该文利用基于文档前向安全签名的XML签名技术,建立了类似PKI的印章管理中心、印章注册机构的电子印章基础设施,给出了设计与验证的方案,印章信息与数字水印结合完成了在文档中电子签名与印章的统一,以印章图象来作为文档被签名的显示标志,并在数字水印中隐藏真实的文档签名信息;随后对建立的电子印章系统与公开密钥基础设施的相关组成部分进行了比较,在PKI基础上实现的电子印章系统,可以考虑与PKI整合,让电子印章系统成为PKI框架下的一部分.

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第1章绪论

1.1引言

1.2数字签名进展

1.3印章系统概况

1.4本文主要工作

第2章印章签章分析

2.1电子签名中的法律问题

2.2前向安全数字签名的数学基础

2.3文档的签名要求

2.3.1文件的签名特性

2.3.2文档的签名特性

2.4多格式文档与中间文档的签名

2.4.1中间文档签名的必要性分析

2.4.2文档签名方案

第3章一种新的前向安全数字签名方案

3.1前向安全的数字签名方案定义

3.2秦波签名方案与攻击

3.2.1秦波签名方案描述

3.2.2秦波签名方案的签名前向安全性攻击

3.3一种新的前向安全数字签名

3.3.1新方案设计

3.3.2新方案实现

3.4新方案的安全性分析与性能评价

3.4.1新方案的安全性分析

3.4.2新方案的性能评价

第4章基于XML签名的新文档签名方案

4.1 XML签名元素修改与扩充

4.1.1 XML签名在文档签名中的问题

4.1.2基于文档的XML签名元素

4.2 基于文档的XML签名验证过程

4.3基于文档的XML签名

4.4 基于文档的XML签名安全性分析

4.5文档转换

4.6数据丢失、格式对应等问题

第5章基于新签名的电子印章系统设计与实现

5.1电子印章系统的组成

5.2电子印章的签名验证过程

5.3签名与验证中的说明

5.4电子印章系统与PKI的相关比较

5.5 PKI下的电子印章系统

结论

参考文献

致谢

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