随机预言模型下基于无证书体制的签密算法

摘要

信息网络迎来了高速发展，网络的安全性已受到严重质疑，确保网络环境安全成为所有人必须关心的问题。实现网络安全通信的重要举措就是密码学技术，传统的方法是先签名后加密，现在的方法是签名加密一体化。无证书公钥密码体制（简称CL-PKC）不仅减少证书管理的复杂操作，而且避免了密钥托管的安全缺陷。聚合签密不仅保证了信息传输的机密性和认证性，而且降低了信息传输的功耗，因此应用于大规模分布式通信中的多对一模式；为了满足广播通信环境下发送者的多接收者多消息发送需求，无证书多接收者多消息签密方案被提出。基于无证书体制，本文从聚合签密与多接收者签密方向研究，取得成果如下： （1）大多数聚合签密方案需要进行双线性对运算导致效率不高，本文提出了一种高效的基于无证书体制下的无双线性对的聚合签密方案。本文证明了聚合签密方案在两种敌手攻击下的不可伪造性和机密性，并进行效率分析，最终证明方案在多个签密者存在的条件下不仅具有机密性、不可伪造性、不包含双线性对还具有更高的计算效率。 （2）多数多接收者签密方案都是单一消息，并且采用双线性对，效率不是很高，本文采用拉格朗日插值法和无双线性对共同组成多接收者签密方案。密文不再列出收件人的身份，从而保护隐私信息，如收件人的身份，具有解签密匿名性；每一个接收者解密所需密文信息相同，满足解签密公平性；任何第三方在仅拥有密文时就可验证密文发送方的身份，满足公开可验证性。与现有签密方案相比，本文方案计算效率更高，在随机预言模型中，不仅具有机密性、不可伪造性，还具有匿名性。 （3）本文的无证书多接收者多消息签密方案具有几个优点，不仅实现了多接收者多消息机制，并且每个接收者都能接收到自己独有的密文，让发送者发送消息更加便利。与现有签密方案相比，本文方案满足在两种敌手下的机密性、不可伪造性，并且具有可验证性和能够进行多消息通信。

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