群签名及其在电子现金中的应用研究

论文摘要

在信息和计算机网络技术快速发展的今天,信息安全问题已经成为国内外计算机和网络应用研究的热点课题。而数字签名作为认证的重要手段,在网络环境下,为身份认证、数据完整性、不可否认性等问题提供了技术支持。群签名是数字签名的一个重要分支,可以提供一些特殊的认证要求。由于群签名自身良好的特性,尤其是其匿名性可以用来很好地隐藏组织内部结构、保护隐私,使得群签名可以作为工具用来设计一些对匿名性有要求的协议,例如利用群签名设计电子现金协议、电子选举协议等。本文重点研究了群签名理论及其在电子现金中的应用,主要工作如下:1.简单概括了群签名的发展历史和研究现状,并且描述了群签名的定义、安全特性,对几个群签名的变体作了介绍。2.提出一个基于身份的成员分类的群签名方案,在该方案中,用户被分为不同的小群组,每一个小群组有一个管理者,群成员只能代表其所在的群组进行签名。任何一个成员均不能超越自己的权限代表其他群组进行签名,验证者可以根据公开的群组公钥来验证签名。这样的的签名方案层次清楚,结构合理,使得管理起来更有效,尤其适合大群组的签名方案。3.介绍了电子商务中电子现金系统的基本知识、发展以及存在的问题,基于群签名构造了一个新的电子现金系统,并分析了电子现金方案的效率。该方案满足多方面的安全要求,并且具有较高的安全性和效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 群签名及其发展状况
• 1.3 电子现金及其发展状况
• 1.4 研究背景及意义
• 1.5 本文主要内容及章节安排
• 1.6 主要符号
• 2 预备知识和基本工具
• 2.1 密码学假设
• 2.1.1 大整数分解问题
• 2.1.2 离散对数问题
• 2.2 公钥密码体制
• 2.2.1 RSA加密方案
• 2.2.2 ElGamal加密方案
• 2.2.3 ElGamal签名方案
• 2.2.4 Schnorr签名方案
• 2.3 Hash函数
• 2.4 零知识协议和知识签名
• 2.4.1 零知识协议
• 2.4.2 知识签名
• 2.5 数字签名
• 2.5.1 数字签名的产生及特性
• 2.5.2 数字签名的定义
• 2.5.3 数字签名的安全性
• 2.6 本章小结
• 3 群签名方案研究
• 3.1 基本的群签名
• 3.1.1 群签名的定义及安全特性
• 3.1.2 基于离散对数问题的群签名体制
• 3.1.3 基于大整数分解问题的群签名体制
• 3.2 基于身份的群签名方案
• 3.2.1 Chen等人的无可信 PKG基于身份的群签名方案
• 3.2.2 Tan等人的新的基于身份的群签名方案
• 3.3 标准模型下安全的群签名方案
• 3.3.1 证书签名
• 3.3.2 Jens Groth的群签名方案
• 3.3.3 效率分析
• 3.4 一个新的成员分类的群签名方案
• 3.4.1 方案的背景和特性
• 3.4.2 成员分类的群签名方案
• 3.4.3 安全性分析
• 3.4.4 结论
• 3.5 群成员删除问题的研究
• 3.5.1 方案概述
• 3.5.2 安全性分析
• 3.6 本章小结
• 4 电子现金系统研究
• 4.1 电子商务和电子支付
• 4.1.1 电子商务
• 4.1.2 电子支付
• 4.2 电子现金系统概述
• 4.2.1 电子现金系统的基本模型
• 4.2.2 电子现金应具有的基本性质
• 4.2.3 电子现金的分类及发展
• 4.2.4 电子现金系统中使用的密码技术
• 4.2.5 电子现金存在的问题
• 4.3 多银行电子现金系统
• 4.3.1 多银行电子现金模型
• 4.3.2 基于群签名的多银行电子现金系统
• 4.4 本章小结
• 5 结束语
• 5.1 主要的工作和结果
• 5.2 进一步研究和解决的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录