基于椭圆曲线的数字签名研究与应用

基于椭圆曲线的数字签名研究与应用

论文摘要

在网络得到快速发展和应用的现代社会,人们越来越重视网络上信息的安全问题。公钥密码体制的数字签名技术作为保障信息安全的技术之一,在确保信息完整性、不可伪造性、不可否认性方面发挥了重要的作用。以椭圆曲线离散对数的难解性为基础的椭圆曲线公钥密码体制作为当今安全性最高的公钥密码体制,成为国内外计算机密码学研究的重要课题之一。本文通过深入研究椭圆曲线数字签名方案及算法,设计了一套应用于网络的数字签名系统。 本文首先对密码技术的发展现状及其发展趋势进行了分析和综述,详细的介绍密码和数字签名的基础,并给出了一些典型的加密体制的简要分析。其次,探讨了椭圆曲线密码体制的原理,包括椭圆曲线密码的数学基础、椭圆曲线的基本概念、椭圆曲线密码体制的构造思想、椭圆曲线上点的运算等问题,同时分析了椭圆曲线密码系统的安全性和有效性,给出了一个椭圆曲线数字签名的方案,最后设计实现了一个在网络环境下使用的数字签名系统。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 前言
  • 1.1 网络安全现状
  • 1.2 网络安全威胁的主要类型
  • 1.3 网络安全服务与机制
  • 1.4 数字签名的作用与用途
  • 1.4.1 生活中的手写签字与印章
  • 1.4.2 数字签名可以抵御的威胁
  • 1.5 本章小结
  • 2 绪论
  • 2.1 课题背景
  • 2.2 本文的研究工作
  • 2.3 本章小结
  • 3 密码学与数字签名技术基础
  • 3.1 密码技术
  • 3.1.1 密码协议
  • 3.1.1.1 密钥交换
  • 3.1.1.2 鉴别
  • 3.1.1.3 密钥交换多密钥公开密码学
  • 3.1.1.4 秘密分割
  • 3.1.1.5 秘密共享
  • 3.1.2 密钥长度
  • 3.1.3 密码算法数学基础
  • 3.1.3.1 模运算
  • 3.1.3.2 素数
  • 3.1.3.3 求模逆元
  • 3.1.3.4 中国剩余定理
  • 3.1.3.5 Euler定理和Format定理
  • 3.1.3.6 二次剩余
  • 3.2 数字签名技术
  • 3.2.1 数字签名概述
  • 3.2.1.1 散列函数与数据摘要
  • 3.2.1.2 具有数据摘要的数字签名
  • 3.2.1.3 直接用私钥进行加密的数字签名
  • 3.2.2 RSA数字签名体制
  • 3.2.2.1 RSA算法原理
  • 3.2.2.1.1 RSA密码算法描述
  • 3.2.2.1.2 RSA数字签名
  • 3.2.3 DSS数字签名体制
  • 3.2.4 有特殊用途的数字签名
  • 3.3 证书
  • 3.4 本章小结
  • 4 椭圆曲线数字签名
  • 4.1 椭圆曲线概述
  • 4.2 椭圆曲线上的运算
  • 4.2.1 加法运算
  • 4.2.2 椭圆曲线上加法群的性质
  • 4.2.3 点乘运算
  • 4.3 椭圆曲线上的离散对数问题(ECDLP)
  • 4.4 生成椭圆曲线方程
  • Fp的椭圆曲线方程'>4.4.1 随机生成基于Fp的椭圆曲线方程
  • F2m的椭圆曲线方程'>4.4.2 随机生成基于F2m的椭圆曲线方程
  • 4.5 椭圆曲线数字签名算法ECDSA
  • 4.5.1 生成ECDSA的全局参数
  • 4.5.2 ECDSA密钥对
  • 4.5.3 ECDSA签名与认证
  • 4.5.3.1 ECDSA的签名算法
  • 4.5.3.2 ECDSA的认证算法
  • 4.6 基于椭圆曲线的不可否认的群签名方案
  • 4.7 椭圆曲线算法的优点
  • 4.8 本章小结
  • 5 椭圆曲线数字签名方案设计与应用
  • 5.1 系统需求和设施选择
  • 5.2 椭圆曲线数字签名部分设计
  • 5.2.1 有限域的程序定义
  • 5.2.2 大整数的程序定义
  • 5.2.3 椭圆曲线的程序定义
  • 5.2.4 椭圆曲线上点的程序定义
  • 5.2.5 HASH算法的设计
  • 5.2.6 签名算法的设计
  • 5.2.7 算法试验
  • 5.3 系统整体运行效果
  • 5.4 本章小结
  • 6 课题总结和展望
  • 6.1 全文总结
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 主要参考文献
  • 附录A:作者学习期间主要工作
  • 声明
  • 相关论文文献

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