Ad hoc网络高效分布式可验证门限签名体制研究

摘要

移动Ad hoc网络是由多个无线移动节点组成可以在没有任何网络基础设施和集中化管理的情况下互相通信，具有很强的实际应用价值。但是由于其自身的特点该网络本身极其容易受到攻击，所以保障移动Ad hoc网络安全显得尤为重要。采用基于公钥密码技术构建的公钥基础设施(PKI)是目前解决Ad hoc网络中安全问题最可行最有效的方法之一，而保护系统密钥是其中的关键技术，我们通过对高效分布式可验证门限签名体制的研究，讨论如何解决移动Ad hoc网中系统密钥的保护问题。本文首先介绍了移动Ad hoc网络的基本概念、特点、应用，在分析了当前移动Ad hoc网络安全方面的研究现状之后，对现行网络密钥认证服务体制中各种门限签名方案做了系统的分析和比较，设计了适合于Ad hoc网络的高效分布式可验证门限签名方案，并基于该方案实现了一个用于Ad hoc网络的密钥服务系统。 本论文所做的主要工作如下： 1、对现阶段可验证门限签名体制做出系统的综述，并对现阶段最有效的几个方案安全性和效率做了对比分析； 2、文章设计了一个适合于Ad hoc网络密钥认证服务系统的高效分布式可验证门限签名方案，描述了该方案的组成和各部分功能包括主密钥分发后的正确性验证、部分私钥的动态刷新、部分签名的正确性验证、合成系统签名及其验证。本方案在一定程度上解决了移动Ad hoc网络中密钥认证服务所存在的多种安全问题； 3、设计并实现了移动Ad hoc网络分布式密钥认证服务系统，并详细介绍了系统的功能组成模块和设计流程。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 Ad hoc网络概述

1.1.1 Ad hoc网络特点

1.1.2 Ad hoc网络应用

1.2 Ad hoc网络安全问题

1.2.1 Ad hoc网络面对的安全威胁

1.2.2 Ad hoc网络实现的安全目标

1.3 Ad hoc网络分布式可验证门限签名体制

1.3.1研究的必要性

1.3.2门限签名研究的现状及研究发展方向

1.4本文章节组织

第二章密钥共享与数字签名

2.1秘密共享

2.1.1门限密钥共享及其方案介绍

2.1.2 Shamir(t，n)门限方案

2.1.3 Blakley矢量空间秘密共享体制

2.1.4基于中国剩余定理的同余类体制

2.1.5广义的密钥共享体制

2.2可验证门限密钥共享

2.2.1 Feldman的可验证密钥共享方案

2.2.2 Pederson的可验证密钥共享方案

2.3公钥数字签名算法

2.3.1 ElGamal算法

2.3.2 RSA密码算法

2.3.3基于ECC的数字签名算法

2.3.4算法性能分析

2.4本章小结

第三章门限签名技术研究

3.1门限签名体制要求

3.2基于RSA可验证门限签名体制研究

3.2.1研究现状

3.2.2 RSA部分签名协议

3.2.3算法分析

3.2.4 Shoup的RSA门限签名方案

3.2.5 Wang的RSA门限签名方案

3.2.6 Shoup的一种改进型RSA可验证门限签名方案

3.3基于离散对数的可验证门限签名体制研究

3.3.1研究现状

3.3.2相关方案的简要分析

3.4基于ECC可验证门限签名体制研究

3.4.1研究现状

3.4.2一种基于ECC的可验证门限签名方案

3.5分布式可验证门限签名方案效率分析

3.6本章小结

第四章基于Ad hoc网络高效分布式可验证门限签名体制方案设计

4.1设计思想

4.2系统模型

4.3密钥分发流程及算法

4.4部分签名的产生与验证流程及算法

4.5门限签名的产生与验证流程及算法

4.6系统撤销列表

4.7分布式密钥动态更新和门限扩展流程及算法

4.7.1私钥分量更新

4.7.2虚拟CA的动态扩展

4.8安全性与可用性分析

4.9本章小结

第五章移动Ad hoc网络密钥服务系统设计与实现

5.1设计思想及总体框架

5.1.1系统组成

5.1.2系统模块组成

5.2中心节点主要功能模块实现

5.2.1密钥对生成模块

5.2.2子密钥分发模块

5.3 RA节点主要功能模块实现

5.3.1密钥对生成模块

5.3.2证书申请模块

5.4知识库节点主要功能模块实现

5.4.1撤销列表广播模块

5.5普通节点主要功能模块实现

5.5.1证书撤销模块

5.5.2证书申请模块

5.6 CA节点主要功能模块实现

5.6.1 CA节点刷新模块

5.6.2 CA节点整体服务结构

5.7本章小结

结束语

致谢

参考文献

作者攻读硕士期间参加的科研项目