无可信中心动态门限签名的研究

摘要

随着社会信息化程度的不断提高，计算机网络和通信技术迅速发展，信息安全越来越受到人们的重视，数字签名是保障信息安全、保证数据完整性、实现身份鉴别的重要手段。基于秘密共享的门限签名改变了传统的单人签名模式，能够分散责任，提高系统的安全性、可靠性和鲁棒性，在军事、电子商务、科学和文化等领域都有着广泛的应用。
　　 本文阐述了密码学的相关知识，介绍了秘密共享和数字签名技术的产生、原理，分析和讨论了几种典型的秘密共享和门限签名方案，并针对这些方案存在的问题和不足，提出了一种无可信中心动态门限签名方案。该方案具有以下特点：
　　 1.基于无可信中心秘密共享，每个成员随机选择秘密多项式，生成各自的秘密份额；组私钥分散隐藏于成员的秘密份额中；任意t个或t个以上的合法成员合作能够对消息进行签名，而无须暴露组私钥，避免了可信中心的权威欺骗，从而提高了系统的安全性和鲁棒性；
　　 2.定期更新所有成员的秘密份额，使得攻击者在前一个周期获得的秘密份额完全失效，提高了系统的安全性和可用性；
　　 3.在不改变组公钥的情况下，可动态添加和删除组成员，提高了系统的实用性。
　　 最后在Windows XP系统下，利用VC++6.0实现了该方案的原型系统。本方案实现中涉及到大数运算、大素数选择算法和Lagrange插值等关键算法。实验结果表明：该方案是正确可行的，且具有良好的安全性、鲁棒性和实用性。