聚合代理重签名和无证书签名的研究与应用

摘要

随着信息化和网络化的迅速发展，人们对信息技术的要求越来越高。信息技术的应用场景也随之越来越广泛，但传统的数字签名技术已经不能满足人们在不同应用场景下使用的需求。不同的应用场景下需要有不同功能的特殊数字签名技术，这样才能很好地解决实际应用中的安全和认证问题。
　　本文着重对基于身份和多线性映射的聚合代理重签名方案和基于身份的无证书签名方案加以研究。代理重签名方案主要应用于需要进行密文转换的场景，无证书签名方案主要应用在无需证书保证公钥真实性，且解决了密钥托管问题的场景下。
　　本文的主要成果有：
　　1.在Hohenburger等提出的基于身份的聚合签名方案的基础上，利用Hohenburger等从多线性映射中提出的全域散列函数，构造出第一个具有聚合特性的基于身份的双向代理重签名方案。该方案中，任意大小的签名集合或重签名集合都可以被聚合成群上一个单独的签名，验证一个就可以验证任意大小的签名集合或重签名集合。在l+n-MCDH困难性假设下，证明了该方案是选择性安全的。
　　2.对潘帅（2013）等人提出的无证书签名方案进行安全性分析，指出该方案存在着公钥替换攻击和恶意KGC攻击，并给出具体攻击方法。针对上述问题，采用改变传统无证书签名算法顺序，定期更新用户秘密值来对原方案进行改进。改进方案同时加强了用户身份信息与其它参数的关联程度，以达到安全性要求。并基于离散对数问题、CDH问题和Inv-CDH问题的困难性假设，在随机预言模型中证明了改进方案的安全性。与潘方案比较，发现改进后的签名方案在整体性能上有更高的优势，且具有了前向安全性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 数字签名概述

1.3 研究内容

1.4 论文安排

第二章 基础理论知识

2.1 群理论知识

2.2 Hash函数

2.3 双线性映射

2.4 多线性映射

2.5 难解性问题

2.6 可证明安全性

2.7 本章小结

第三章 代理重签名

3.1 代理重签名综述

3.2 基于身份的代理重签名方案模型

3.3 方案的安全性定义

3.4 本章小结

第四章 聚合代理重签名方案

4.1 聚合的思想

4.2 聚合代理重签名方案的应用场景

4.3 基于身份和多线性映射的基本聚合代理重签名方案

4.4 基于身份和多线性映射的双向聚合代理重签名方案

4.5 方案的安全性证明和效率分析

4.6 本章小结

第五章 无证书签名方案的设计

5.1 无证书签名的研究现状

5.2 无证书签名的方案模型和敌手模型

5.3 潘等人的方案介绍及安全性分析

5.4 改进的方案

5.5 改进方案的分析

5.6 改进方案的仿真分析

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢