代理签名方案的研究

论文摘要

数字签名是密码学的重要组成部分之一，它可以保证信息的完整性、真实性和不可否认性。针对不同的应用背景，产生了各种特殊的数字签名，使得数字签名的应用更加深入和广泛。 本文的主要内容是代理签名方案的研究。代理签名作为一种新型的数字签名方案，首先是由Mambo等人在1996年提出。当原始签名人由于某种不可避免的原因不能执行签名时，他可以将其数字签名的权力委托给代理签名人，让代理人代替他行使签名权。代理签名在移动通信、移动代理、电子商务、电子选举、电子拍卖等方面都有着重要的应用。 围绕着代理签名的安全性和效率问题以及其密钥泄漏问题，本文所做的工作主要有： 1．提出了一个基于双线性配对的代理签名方案，并证明其是可证安全的，还证明了其比Zhang等人的方案有更高的效率。 2．带证书恢复的代理签名可以降低代理签名的通信量，提高效率。本文对Awasthi-Lal提出的带证书恢复的代理签名方案进行了安全性分析，指出其不具备不可否认性，并对其进行了改进，提出了两个新的方案，并分别证明了两个方案的安全性。 3．为了解决密钥泄漏问题，提出了前向安全代理签名方案。方案采用密钥不断更新的方法，保证了代理签名方案的前向安全性，即当代理签名者的代理密钥泄漏后，攻击者不能伪造当前时段以前的代理签名，从而很大程度地减小了密钥泄漏所带来的损失。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数字签名的研究背景
• 1.2 代理签名的研究背景及现状
• 1.2.1 代理签名的产生背景
• 1.2.2 代理签名的研究现状
• 1.3 代理签名概念、安全性要求及其分类
• 1.3.1 代理签名的概念
• 1.3.2 代理签名的安全性要求
• 1.3.3 代理签名的分类
• 1.4 本文研究的基本思路
• 1.5 论文的组织结构
• 第二章 预备知识
• 2.1 相关数学知识
• 2.1.1 大数分解问题
• 2.1.2 离散对数问题
• 2.1.3 双线性映射和Weil配对
• 2.1.4 GDH群
• 2.2 相关密码学知识
• 2.2.1 公钥密码体制
• 2.2.2 数字签名方案
• 2.2.3 单向Hash函数
• 2.3 几个典型的代理签名方案
• 2.3.1 M-U-O代理签名方案
• 2.3.2 祁明和Harn的代理签名方案
• 2.3.3 Zhang等的代理签名方案
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于双线性配对的可证安全代理签名方案
• 3.1 代理签名方案的形式化定义
• 3.2 代理签名方案的攻击模型
• 3.2.1 类型Ⅱ攻击模型的形式化定义
• 3.2.2 类型Ⅲ攻击模型的形式化定义
• 3.3 BLS短签名方案
• 3.4 本文提出的方案
• 3.5 方案的效率与安全性分析
• 3.5.1 效率分析
• 3.5.2 安全性分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 具有证书恢复的代理签名方案
• 4.1 Awasthi-Lal的具有证书恢复的代理签名方案
• 4.1.1 安全参数
• 4.1.2 方案内容
• 4.2 Awasthi-Lal方案的安全性分析
• 4.3 本文提出的具有证书恢复的代理签名方案Ⅰ
• 4.3.1 本文提出的方案
• 4.3.2 方案的安全性分析
• 4.4 本文提出的具有证书恢复的代理签名方案Ⅱ
• 4.4.1 安全参数
• 4.4.2 本文提出的方案
• 4.4.3 方案的安全性分析
• 4.5 三个方案的比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 前向安全代理签名方案
• 5.1 前向安全数字签名预备知识
• 5.1.1 前向安全问题的提出
• 5.1.2 前向安全数字签名的一般构建
• 5.1.3 前向安全数字签名的几种解决方案
• 5.2 前向安全代理签名方案
• 5.2.1 前向安全代理签名方案的安全性要求
• 5.2.2 安全参数
• 5.2.3 本文提出的方案
• 5.2.4 方案的效率分析
• 5.2.5 方案的安全性分析
• 5.3 前向安全代理多重签名方案
• 5.3.1 本文提出的方案
• 5.3.2 方案的效率分析
• 5.3.3 方案的安全性分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 对进一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文