基于群签名的扩展签名方案的研究

摘要

数字签名技术是现代密码学的主要研究内容之一，群签名作为一种特殊的数字签名，与一般的数字签名相比具有匿名性、可追踪性、非关联性等特点，这些特点使得群签名除了具有一般数字签名的安全属性外，还具有一些额外的安全属性。但随着电子商务与电子政务的迅猛发展，许多应用环境对群签名提出了多种特殊的要求，而传统的群签名方案难以提供较好的解决办法，于是各种基于群签名的扩展签名方案被相继提出，成为了群签名研究中一个值得关注的方向。 本文的研究成果如下： 1、基于代理签名的构造思想提出了一种前向安全的群签名方案，该方案模仿代理签名中原始签名人授权代理签名人的过程进行群成员加入的构造，保证该签名的匿名性、可跟踪性和前向安全性等安全性能的同时，还使得群大小可变且大小不受限制。 2、提出了一种具有前向安全性的动态子群签名方案，该方案有效回避了针对RSA公钥签名体制的同模攻击问题，使得方案具有匿名性、可跟踪性、前向安全性、非关联性、抗假冒群中心攻击、抗伪造攻击、抗假冒群成员攻击和抗联合攻击等比较全面的安全性能；该方案能够动态地添加和撤销群成员，且由于中国剩余定理的引入，该方案避免了使用知识签名，使得方案在成员加入及成员撤销的过程中有着比较高的效率。 3、基于环签名的构造思想提出了一种具有前向安全性的扩展群签名方案，该方案除了具备比较完善的安全性能外，还使得签名接收者也参与到了签名的打开阶段，有效地限制了群管理员的权限，并且，群成员还可以根据自身的安全需求，自由设定签名时的匿名范围和签名密钥的更新频率，从而实现运算效率与安全性的平衡。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.2.1数字签名

1.2.2群签名

1.2.3基于群签名的扩展签名

1.3本文的内容和章节安排

第二章 基础知识

2.1代数与数论基础知识

2.2困难性问题

2.2.1大数分解问题

2.2.2离散对数问题

2.2.3二次剩余问题

2.2.4表示问题

2.3中国剩余定理

2.4哈希函数

2.5知识签名

2.6本章小节

第三章 一种前向安全的群签名方案

3.1群签名的前向安全性

3.2前向安全群签名的模型及安全要求

3.3一种前向安全的群签名方案

3.3.1符号表示

3.3.2系统建立

3.3.3成员加入

3.3.4密钥更新

3.3.5签名产生

3.3.6签名验证

3.3.7签名打开

3.3.8成员撤销

3.4安全性能分析

3.5本章小结

第四章一种前向安全的动态子群签名方案

4.1子群签名概述

4.2动态群签名概述

4.2.1动态群签名的定义与性质

4.2.2群成员删除问题的研究概况

4.3一种前向安全的动态子群签名方案

4.3.1预备知识

4.3.2动态子群签名方案描述

4.4安全性能分析

4.5本章小结

第五章 一种基于环签名构造思想的前向安全群签名方案

5.1环签名概述

5.1.1环签名的概念

5.1.2环签名的性质

5.1.3环签名与群签名的比较

5.1.4环签名的应用

5.2一种基于环签名构造思想的前向安全群签名方案

5.2.1系统参数设定

5.2.2成员加入

5.2.3密钥更新

5.2.4签名协议

5.2.5验证协议

5.2.6打开签名

5.2.7成员撤销

5.3安全性能分析

5.4效率分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果