椭圆曲线密码体制在数据传输安全性上的应用研究

论文摘要

随着计算机技术和网络技术的逐渐成熟,政府的办公和行政方式也在发生着变化,电子政务就是在这样的背景下产生并迅速的发展起来。世界各国都将电子政务看作世界新一轮综合国力竞争的一个重要因素。电子公文是电子政务的重要组成部分,是政府意志的载体和行政的重要手段。在互联网这样一个开放的环境下保障电子公文传输的安全性和保密性就成为了一个亟待解决的问题。自从1985年提出将椭圆曲线应用到密码学当中,对椭圆曲线密码的研究一直是个热点。由于其安全性高、计算量小、带宽要求低、存储量小、处理速度快等特点,在椭圆曲线密码体制的研究上涌现出了大量的成果。椭圆曲线密码体制也是本文的核心。本文在对相关数学理论和问题的研究基础上,针对电子公文的传递与发布过程中可能出现的安全问题的分析,将椭圆曲线数字签名引入这个过程中来加强公文传输过程的安全性。结合椭圆曲线密码体制的优点和公文传输的方式,设计出一套用椭圆曲线数字签名进行数字签名和身份认证的方案应用到政府的公文传递和文件发布。并且对这一方案的安全性和抗攻击性进行了分析,说明了这种方案在公文传输中的实用性和合理性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 前言
• 1.1 课题研究的意义和背景
• 1.2 国内外电子公文的现状
• 1.3 本文主要工作
• 2 密码学概述和椭圆曲线密码相关知识
• 2.1 密码学基础
• 2.1.1 基本术语
• 2.1.2 密码系统原理
• 2.2 密码体制分类
• 2.2.1 古典密码
• 2.2.2 分组密码
• 2.2.3 公钥密码
• 2.3 公钥密码体制
• 2.3.1 公钥密码体制简介
• 2.3.2 RSA公钥密码体制
• 2.4 群和域
• 2.4.1 群的相关基本概念
• 2.4.2 域的相关基本概念
• 2.5 素域算术
• 2.5.1 域元素表示法
• 2.5.2 算法
• 2.5.3 NIST素数
• 2.6 椭圆曲线及其运算
• 2.6.1 椭圆曲线定义
• 2.6.2 椭圆曲线加法运算
• 2.6.3 椭圆曲线减法运算
• 2.6.4 椭圆曲线乘法运算
• 2.7 椭圆曲线密码（ECC）体制
• 2.7.1 椭圆曲线离散对数问题
• 2.7.2 椭圆曲线密码（ECC）
• 2.7.3 椭圆曲线密码（ECC）体制的特点
• 2.8 椭圆曲线密码的实现技术
• 2.8.1 椭圆曲线的阶
• 2.8.2 椭圆曲线上点的阶
• 2.8.3 安全椭圆曲线的选取
• 2.8.4 椭圆曲线上基点的选择
• 2.8.5 随机产生椭圆曲线及其基点的步骤
• 3 数字签名相关知识
• 3.1 数字签名的概念
• 3.2 HASH函数
• 3.3 几种数字签名算法
• 3.3.1 RSA签名算法
• 3.3.2 Schnorr签名算法
• 3.3.3 ElGamal签名算法
• 3.3.4 DSA签名算法
• 4 椭圆曲线数字签名方案研究
• 4.1 基于ECC的几种典型签名方案
• 4.1.1 EIGamal签名方案
• 4.1.2 ECDSA签名方案
• 4.1.3 ECC-KCDSA
• 4.2 基于ECC的签名方案的分析
• 4.3 椭圆曲线数字签名安全性分析
• 4.3.1 密码体制安全准则
• 4.3.2 对椭圆曲线密码体制的攻击及对策
• 5 基于椭圆曲线数字签名的电子公文传输
• 5.1 电子公文概要
• 5.2 椭圆曲线数字签名的优点
• 5.3 政府间的公文传输
• 5.3.1 用SHA生成数字摘要
• 5.3.2 电子公文的椭圆曲线数字签名
• 5.3.3 电子公文签名的验证
• 5.4 政府的文件发布
• 5.5 椭圆曲线签名算法的实现
• 6 总结
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步工作
• 致谢
• 参考文献