电子选举中基于身份盲签名体制的应用研究

摘要

随着网络技术的高速发展，各种网络服务已经渗透到社会生活的各个领域。网络技术、网络服务在带来了巨大便利的同时，也给信息安全带来了前所未有的威胁。密码学作为保证信息保密性、完整性和可用性的主要手段得到了人们越来越多的重视。
　　自1985年，Miller和Koblitz独立提出椭圆曲线密码ECC(Elliptic Curve Cryptography)以来，ECC以其密钥长度短、安全性能高、计算量小、存储空间占用小和带宽要求低等特点，受到国际上的广泛关注，已经对RSA，ElGamal等传统公钥密码体制形成强劲的挑战，并正在被逐步应用于诸如智能卡、无线通信等领域。与此同时，利用椭圆曲线上的双线性对-Tate对和Weil对，可以建立基于身份的密码体制IBC(Identity Based Cryptosystem)。其特点在于公钥可以由标识用户身份的信息（比如名字或E-mail地址）直接求得，从而减轻传统密码体制中对公钥证书的依赖，特别适用于PKI、Ad-hoc网络等应用领域。目前针对椭圆曲线密码的研究主要围绕着以下几个方面进行：在实际应用中，特别是在侧信道攻击的情况下，如何快速、安全地实现椭圆曲线上的标量乘及双线性对的计算；如何利用双线性对，构造满足各种特定需求的安全高效的IBC体制。同时对超椭圆曲线上密码体制的研究也正在逐步走向深入。
　　基于以上热点问题，本文在如下方面开展研究：
　　1.在分析Ebeid等人提出的二进制结构树，及椭圆曲线双线性对的计算基础上，以Miller算法为基础，分析了BMX算法，利用整数最优BSD表示的随机生成算法，通过对BSD表示的合理分组，提出了特征值为2的有限域上椭圆曲线双线性对的快速实现算法。与此同时，在BMX算法基础上，利用代数几何中的范数、共轭直线等概念，结合约化思想，给出特征值为3的有限域上的椭圆曲线双线性对的快速实现算法。通过理论分析与实际验证，所提出的算法与原有算法相比效率都有明显提高。
　　2.根据安全电子商务和安全电子政务的实际需求，以改进的椭圆曲线标量算法、双线性对算法为基础，构造了基于身份的代理盲签名，克服了原有代理签名体制中代理密钥生成、签名验证的计算复杂度高等问题，并给出了有关效率分析与安全性证明。
　　3.重点分析了Asadpour选举协议的缺陷与不足，并根据电子商务的特殊需求，设计了安全的电子选举协议，其以双线性对为基础，运用了基于身份的特殊盲签名。

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第一章 绪 论

1.1 密码学简述

1.2椭圆曲线综述

1.3电子选举协议综述

1.4 基于身份的签名体制研究背景

1.5 论文的主要工作

第二章 基于身份密码体制的理论知识

2.1 椭圆曲线的概念

2.2 椭圆曲线标量乘法

2.3椭圆曲线双线性对

2.4通用算法

第三章 基于身份的特殊盲签名研究

3.1数字签名技术

3.2基于身份的数字签名方案

3.3基于身份的双线性对算法改进

3.4 基于身份的代理盲签名

第四章 基于盲签名的电子选举协议研究

4.1 电子选举协议

4.2 常见的选举协议

4.3 改进的电子选举的设计

4.4 结束语

第五章 结 论

5.1 总结

5.2 下一步工作

致谢

参考文献