基于Hash函数的阈下信道技术研究

摘要

阈下信道是指在公开信道中建立的一种实现隐蔽通信的信道，除指定的接收者外，其他任何人均不知道密码数据中是否有隐藏信息存在。它是一种典型的现代信息隐藏技术，有着巨大的军事价值、社会价值和商业价值。围绕阈下信道的建立和封闭这两种相互矛盾和制约的技术，信息安全界展开了深入的研究。现存的大多数签名体制都存在阈下信道，给信息安全带来了很大的挑战。因此，设计出安全有效的封闭协议成为亟待解决的问题。
　　 本文对阈下信道的封闭协议进行了研究，首先回顾了阈下信道技术的发展动态，然后概述了本文所需要的一些理论知识。最后重点分析了阈下信道的封闭问题，针对两类不同的签名方案，分别提出了一个阈下信道的封闭协议，目的是封闭现有签名体制中的阈下信道，从而防止恶意破坏者利用阈下信道从事非法活动。
　　 本文取得的主要研究结果如下：
　　 (1)在ElGamal类广播多重签名中，参数的随机性会引入阈下信道，造成安全隐患。针对该问题，设计了一个新的交互式阈下信道封闭协议。其中，看守和每个签名者合作生成部分签名，签名中心生成总签名.Hash函数的无碰撞性使看守不能伪造签名，由此保证了签名者的签名权力。理论分析证明，与现存的同类协议相比，新协议可以更好地封闭阈下信道，并且计算复杂度更低，通信效率更高。
　　 (2)基于Schnorr类指定接收人签名方案，构造出宽带信道和窄带信道，然后设计了一个新的交互式阈下信道封闭协议。在新协议中，看守无法伪造签名，保证了签名者的签名权力。新协议的安全性基于求解离散对数问题的困难性和Hash函数的安全性。实验证明，该方案封闭了由参数的随机性所引入的阈下信道。最后，分析了新协议的计算效率。