群环签名及多变量环签名的研究

摘要

数字签名技术作为保证信息完整性和身份认证的重要工具，己成为信息安全领域的一个关键机制。基于不同的应用背景，需要研究具有特殊用途的数字签名。公钥密码体制是信息安全的一个重要工具。传统的公钥密码体制是依赖于基于数论的困难问题，量子计算机的出现对传统公钥密码体制的安全构成威胁。因而，多变量公钥密码学(MPKCs)应运而生，并成为密码学的研究热点之一。
　　 论文主要研究了群签名、环签名和代理签名，同时分析了车载网络模型(VANET)，并将群环签名应用于该模型中。主要研究成果如下：
　　 (1)介绍了代理签名、环签名和群签名的基本思想，总结了多变量公钥密码学的发展历史和研究现状。
　　 (2)对一种基于身份代理环签名方案，进行了密码学分析。发现该方案在代理密钥生成阶段和代理签名生成阶段，均存在安全隐患。
　　 (3)提出了一种将群签名和环签名相结合的基于身份的群环签名方案，并将群环签名方案应用于VANET(车载网络模型)中。该方案运用了群签名中群管理者的特征，实现追究违规车辆事故责任。此外，分析了该方案的安全性和效率。
　　 (4)使用有限域上的二次多变量多项式构造了一个环签名方案，该方案具有完备性、全密钥泄露下的匿名性和关于MPKCs己知攻击的不可伪造性。给出了基于Oil-Vinegar签名体制的一个具体的环签名方案。该方案可以抵抗已知的攻击，计算效率高，较传统环签名方案有较大的效率优势。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 数字签名的研究背景

1．2 多变量公钥密码的研究现状

1．3 研究意义

1．4 本文的研究内容

1．5 论文的章节安排

2 基础知识

2．1 代理签名

2．1．1 代理签名简介

2．1．2 代理签名的安全性

2．1．3 代理签名的研究现状

2．2 环签名

2．2．1 环签名的基本原理

2．2．2 环签名的一般模型

2．2．3 环签名的安全模型

2．3 群签名

2．3．1 群签名的概念

2．3．2 群签名的研究现状

2．4 有限域

2．4．1 有限域的基本定义

2．4．2 有限域上二次多变量多项式方程组构造

2．5 多变量公钥密码学简介

2．5．1 多变量公钥密码体制的工作原理

2．5．2 多变量公钥密码体制的分类

2．5．3 多变量公钥密码体制的安全性假设及其效率

2．5．4 多变量公钥密码体制的密码分析

2．5．5 多变量公钥密码体制的实际应用及发展前景

2．6 本章小结

3 一种基于身份的代理环签名的密码分析

3．1 代理签名的定义

3．2 Wu等的基于身份的代理环签名方案

3．3 对Wu等基于身份的代理环签名方案的密码分析

3．4 本章小结

4 基于身份的群环签名

4．1 群环签名

4．1．1 群环签名的基本原理

4．1．2 群环签名的一般模型

4．1．3 群环签名的安全性要求

4．1．4 群环签名中的成员吊销问题

4．2 群环签名

4．2．1 群环签名方案

4．2．2 安全性分析

4．2．3 效率分析

4．2．4 群环签名与群签名、环签名的比较

4．3 群环签名在车载网络中的应用

4．3．1 车载网络的系统模型

4．3．2 群环签名的应用

4．4 本章小结

5 基于多变量公钥密码体制(MPKCs)的环签名

5．1 一种基于MPKCs的一般环签名方案

5．1．1 签名方案

5．1．2 基于MPKCs环签名的安全模型

5．1．3 安全性分析

5．2 一种基于MPKCs的具体环签名方案——Oil-Vinegar数字签名体制

5．2．1 Oil-Vinegar数字签名体制简介

5．2．2 基于Oil-Vinegar签名体制的环签名方案

5．2．3 基于Oil-Vinegar签名体制的环签名方案的安全性分析

5．2．4 效率分析

5．3 本章小结

6 结束语

致谢

参考文献

附录