数字签名系统中密钥泄露问题的研究

论文摘要

随着科技的发展和社会的进步,计算机已经广泛应用到社会的各个领域,由此促进了网络通信技术的产生和发展,极大地方便了人们的生活和工作。然而,科学是一把双刃剑,网络通信虽然促进和加速了社会信息化的发展,使人们能及时地了解和交流信息,但是由于技术原因和人为攻击等因素,网络通信的安全性受到严重的挑战,信息在传输的过程中有可能被删除、篡改和重放,给人们的生活和工作造成了许多不必要的麻烦。正是在这种情况下,数字签名作为一种具有消息完整性认证、可鉴别性、抗抵赖性和加密功能的技术应运而生。具有密钥演化(更新)的签名作为一种特殊的数字签名,可以有效地减少因私钥泄露所带来的损失,为加强私钥的安全管理提供了一种新的解决方法。密钥演化的核心是将签名的有效期分为若干个时间段,私钥随着时间段的变化而变化,而公钥始终保持不变,这就大大增加了签名的安全性。因此,密钥演化的数字签名在各方面有着广泛的应用前景。但进行密钥更新必然造成参数的繁多和算法的复杂,进而影响到其实现时运行速度。如何在不影响其实现速度的前提下保证签名的安全性,是一个有待解决的难题,也是现在和今后密码学界的一个重要的研究课题。作者在具有密钥演化的签名及其应用方面作了一些有益的尝试和探索,其主要研究成果如下:1、一个前向安全的签名方案进行分析,并进行了改进。新方案不仅具备前向安全签名的特性,而且算法简单易于实现;2、结合代理签名和前向安全思想,构建了一种前向安全的代理多重签名方案;3、介绍了密钥绝缘签名方案的概念,并构造了一种完善的强密钥绝缘签名方案。并将新方案同现有方案进行了比较;4、介绍了入侵可恢复签名方案的概念,并构造了一种入侵可恢复签名方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 背景介绍
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要内容
• 1.4 本文章节安排
• 2 预备知识
• 2.1 数字签名的基本概念
• 2.2 密码学假设
• 2.3 椭圆曲线的有关知识
• 2.4 双线性映射
• 3 前向安全签名研究
• 3.1 前向安全签名的基本概念
• 3.2 对一种前向安全签名的改进
• 3.3 前向安全的代理多重签名方案
• 4 密钥绝缘签名研究
• 4.1 基本概念和模型
• 4.2 一种新的密钥绝缘签名方案
• 4.3 密钥绝缘体制的应用
• 5 入侵可恢复签名研究
• 5.1 入侵可恢复模型
• 5.2 一种新的入侵可恢复签名方案
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 6.1 主要研究成果
• 6.2 进一步需要做的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录