基于身份数字签名方案的研究

论文摘要

信息社会正被计算机网络及通信技术的迅猛发展推向一个新的高级阶段,政府、军事、文教、商业、金融等社会生活的各个领域都深受其影响。大量在网络中存储和传输的数据需要保护,如个人的医疗记录、信用卡账号、登陆网络的口令、或者企业的战略报告、销售预测、技术残兵的细节、研究成果、人员的档案等。这些数据在储存和传输过程中都有可能被盗用、暴露、篡改和伪造。随着人们对网络环境和网络信息资源的依赖程度日渐加深,信息安全已成为了信息科学领域的一门新兴学科,它的核心技术是密码学,其中公钥密码由于其具有传统密码无法比拟的一些优势,特别是在密钥管理方面,正扮演着越来越重要的角色。数字签名技术作为最近几年来公钥密码的一个重要应用,是安全电子商务和安全电子政务的关键技术。数字签名技术是提供认证性、完整性和不可否认性的重要技术,是信息安全的核心技术之一。基于身份的密码系统不存在传统的由CA颁发公钥证书所带来的存储和管理开销的问题。采用椭圆曲线上双线性映射技术的基于身份数字签名成为近几年密码学界的热点研究问题。本文的主要研究内容涉及公钥密码系统中基于身份的数字签名,包括基于身份的代理签名和盲签名以及代理盲签名等。本文的主要成果有:1.分析了两个经典的基于身份的数字签名算法的效率和安全性,指出了其中一个方案的安全缺陷,并给出了改进方案。总结了目前关于基于身份的数字签名存在的一些尚未解决的问题。2.分析了最近提出的一个基于身份无可信中心的数字签名方案,探讨了其效率和安全性。在基于身份公钥加密系统中引入代理签名和盲签名的概念,利用双线性群对上计算Diffie-Hellman难题和离散对数难题的假设,借助双线性映射提出了基于身份无可信中心的代理签名和盲签名方案,并对此方案的安全性及计算效率进行了详细讨论,证明它能够满足强不可伪造以及不可否认性,并与前人方案作比较。3.分析了由李素娟等提出的《基于ID的代理盲签名》,指出了该方案的安全缺陷,并对其进行了改进。进一步,提出了一个新的基于身份的代理盲签名方案,和同类方案进行比较,证明了本文提出的方案更加安全高效。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 密码学概述
• 1.1.1 信息安全的重要性
• 1.1.2 密码学的基本概念
• 1.1.3 密码体制分类
• 1.1.4 密码体制的攻击类型
• 1.1.5 密码学与信息安全的关系
• 1.2 数字签名概述
• 1.2.1 数字签名的研究背景、功能
• 1.2.2 数字签名应满足的要求
• 1.2.3 数字签名方案的形式化定义
• 1.2.4 对数字签名的攻击
• 1.2.5 数字签名的研究现状
• 1.3 本文章节安排
• 第二章 基于身份的数字签名
• 2.1 基于身份的签名方案的发展及研究现状
• 2.1.1 基于身份的数字签名提出的背景
• 2.1.2 基于身份的签名方案的形式化定义
• 2.1.3 基于身份的签名方案的研究现状
• 2.2 基于双线性对的基于身份的签名方案
• 2.2.1 预备知识
• 2.2.2 已有的几个方案
• 2.3 效率与安全性讨论
• 2.3.1 效率分析
• 2.3.2 安全性证明
• 2.4 有待解决的几个问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于身份无可信中心的代理签名方案
• 3.1 基于身份无可信中心的数字签名
• 3.1.1 基于身份无可信中心数字签名方案的提出背景
• 3.1.2 基于身份的CXF方案
• 3.1.3 比较与分析
• 3.2 基于身份无可信中心的代理签名方案
• 3.2.1 代理签名体制
• 3.2.2 基于身份无可信中心的代理签名的构造
• 3.2.3 安全性及性能分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于身份的盲签名方案
• 4.1 盲签名体制
• 4.1.1 盲签名的基本概念
• 4.1.2 盲签名的应用及研究现状
• 4.2 基于身份无可信中心的盲签名方案
• 4.2.1 基于身份无可信中心的盲签名方案的构造
• 4.2.2 基于身份无可信中心盲签名的分析
• 4.3 代理盲签名方案
• 4.3.1 代理盲签名方案的概念和性质
• 4.3.2 LZ基于身份的代理盲签名方案的分析
• 4.4 新的基于身份的代理盲签名方案
• 4.4.1 基于身份代理盲签名方案的构造
• 4.4.2 安全性分析
• 4.4.3 性能分析
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果