若干多方数字签名体制研究

论文摘要

计算机网络技术的快速发展,使得很多传统的事务处理工作得以通过网络来实现,从而形成了各种电子事务处理系统,如电子政务、电子商务等.这些电子事务处理系统通常涉及多个参与方,其安全性方面的需求催生了各种多方数字签名体制.用形式化的方法定义这些多方数字签名体制的安全性以及设计可证明安全的多方数字签名方案是多方数字签名研究的重点.本文围绕安全性这个主题,对几种多方数字签名进行了研究.主要研究成果如下:1.提出了一种新的多方数字签名类型:混合代理多重签名.基于游戏范式形式化定义了该类签名的安全模型.构造了一个具体的混合代理多重签名方案,在随机预言模型下证明了方案具有所提出的安全性.2.提出了一种标准模型下可证明安全的多重代理多重签名方案.除安全性优点外,该方案还可用于实现多重代理签名和代理多重签名,因此具有灵活性.3.提出了一个标准模型下能抵抗适应性敌手攻击的门限签名方案.同时该方案不需要参与方删除本地数据,也不需要零知识证明.因此该方案更贴近实际应用环境.4.提出了两个基于Diffie-Hellman问题的有紧安全性归约的高效多重签名方案.之前见诸文献的离散对数环境下的多重签名方案均不具有紧安全性归约.方案仅需基于证明拥有私钥的密钥注册协议即可抵抗欺诈密钥攻击.在当前的公钥基础设施（PKI）环境下易于实施.5.定义了多重签名方案的普遍可复合安全性（Universally Composable Security）,即定义了多重签名方案的理想功能FMS.构造了一个可以UC-实现FMS的多重签名方案.6.分析和改进了一个存在特权集的门限群签名方案和一个带有签名者意向的结构化多重签名方案.指出了原有方案的安全性缺陷并作了改进,克服了原有方案的不足.

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 密码学与信息安全
• 1.1.1 密码学在信息安全中的核心作用
• 1.1.2 密码学的发展
• 1.1.3 数字签名的作用和发展
• 1.2 多方数字签名概述
• 1.2.1 代理签名
• 1.2.2 门限签名
• 1.2.3 多重签名
• 1.3 研究内容与章节安排
• 1.3.1 研究内容与主要成果
• 1.3.2 论文章节安排
• 第二章 密码基础理论
• 2.1 计算复杂度理论
• 2.1.1 基本定义
• 2.1.2 问题复杂性
• 2.1.3 多项式时间不可区分
• 2.2 可证明安全性理论
• 2.2.1 可证明安全性的基本思想
• 2.2.2 基本假设
• 2.2.3 形式化安全模型
• 2.2.4 具体的证明方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 代理签名研究
• 3.1 标准模型下可证安全的多重代理多重签名方案
• 3.1.1 计算复杂性假设
• 3.1.2 变形Waters签名方案
• 3.1.3 基于CDHP的多重代理多重签名方案
• 3.1.4 安全性和效率分析
• 3.2 混合代理多重签名:一种新的多方签名
• 3.2.1 问题的提出
• 3.2.2 计算复杂性假设和基本工具
• 3.2.3 混合代理多重签名形式化模型
• 3.2.4 一个安全的混合代理多重签名方案
• 3.3 本章小结
• 第四章 门限签名研究
• 4.1 存在特权集的门限群签名方案
• 4.1.1 陈、冯方案分析
• 4.1.2 改进的存在特权集的门限群签名方案
• 4.1.3 改进方案的安全性分析
• 4.2 标准模型下抗适应性敌手的门限签名方案
• 4.2.1 门限签名方案的形式化模型
• 4.2.2 适应性安全分布式密钥生成协议
• 4.2.3 抗适应性敌手的门限签名方案
• 4.2.4 方案的安全性证明
• 4.3 本章小结
• 第五章 多重签名研究
• 5.1 基于DHP的有紧安全性归约的多重签名方案
• 5.1.1 计算复杂性假设与基础签名方案
• 5.1.2 多重签名方案的形式化模型
• 5.1.3 基于CDHP的多重签名方案
• 5.1.4 基于DDHP的多重签名方案
• 5.1.5 与其它多重签名方案的比较
• 5.2 带签名者意向的结构化多重签名方案
• 5.2.1 WWWL方案分析
• 5.2.2 改进的带签名者意向的结构化多重签名方案
• 5.2.3 方案的安全性和效率分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 UC安全的多方数字签名研究
• 6.1 UC安全模型及研究现状
• 6.1.1 UC安全模型
• 6.1.2 UC安全研究现状
• 6.1.3 UC安全门限签名
• 6.2 UC安全多重数字签名
• 6.2.1 多重签名方案的理想功能
• 6.2.2 UC安全的多重签名方案
• 6.2.3 协议的安全性证明
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文