论文题目: 数字签名理论及应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机应用技术
作者: 赵泽茂
导师: 刘凤玉
关键词: 数字签名,盲签名,消息恢复,椭圆曲线,电子投票
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着计算机网络技术的发展,信息安全问题日益突出,其核心技术基础之一的数字签名技术,被广泛地应用于军事、通信、电子商务和电子政务等领域,它在身份认证、数据完整性和抗否认等方面具有其它技术无法替代的作用,而且随着电子签名法的实施,这种应用将变得更加普遍。 本文比较系统地对数字签名理论、方法和应用进行了研究,重点研究了数字签名中的若干关键技术问题。 根据各种不同的签名方程的构造特点,比较完整地探讨了签名方案的构造及其参数选取的方法。包括:1)给出了ElGamal型数字签名方程参数选取的一般方法,推广了选择签名的方法和范围。2)提出了一种基于椭圆曲线的具有消息恢复的认证加密方案,并指出在单向函数为同态函数的情况下存在两种已知明文的伪造攻击,从而说明选取符合一定条件的签名方案可以有效地避免这样的攻击;结合消息链接恢复特性,提出了相应的认证加密方案,该方案较好地解决了消息加密认证、消息链接恢复及传输量较大等问题。3)提出了一种基于椭圆曲线的具有消息恢复的签名方案及其参数选取方法。 对于盲签名,考虑到信息拥有者是否被签名人追踪的问题,提出了广义弱盲签名方案的构造方法,该方案几乎包含了目前所有该类签名。结合代理签名和盲签名的特点,利用多元线性变换来刻画用户与代理签名人之间变量的传递关系,从而提出了一种基于椭圆曲线的代理盲签名方案。 利用椭圆曲线上的Weil配对的双线性性质,提出了基于ID的盲签名方案,该方案以ID为基础的公钥代替以数字证书为基础的公钥,节约了验证签名时的时间开销,减少了交互的次数并节省了存储空间。 基于公钥自证明的思想,提出了一种具有消息恢复的自认证加密方案。该方案实现了通信双方对彼此公钥的自证明和信息接收者可以从签名中恢复消息等功能,且具有第三层次的信任等级、较少的计算时间开销和较高的安全性等优点。 基于盲签名技术提出了一种匿名电子投票协议,该协议除满足电子投票的基本性质外,较好地解决了选票碰撞以及投票者的中途退出等问题,而且还可以有效地防止一人多票或一票多投现象的发生,即使管理机构和计票机构勾结,在计票前可同时保证选票的秘密性和公平性。还从实用的角度对电子投票系统原型进行了研究,对电子投票系统进行了设计,编程实现了其中的核心算法及部分功能。
论文目录:
1 绪论
1.1 研究问题的背景与意义
1.1.1 信息安全的重要性
1.1.2 密码理论在信息安全中的重要作用
1.1.3 数字签名技术在网络通信中的重要作用
1.2 数字签名理论与应用研究现状
1.3 选题的依据
1.4 本文的研究内容
1.5 本人的主要贡献和创新之处
1.6 论文的组织与结构
2 ElGamal型签名方案的推广
2.1 引言
2.2 ElGamal型签名方案及安全性分析
2.2.1 ElGamal型签名方案
2.2.2 安全性分析
2.3 ElGamal型签名方程的一般形式
2.4 本章小结
3 具有消息恢复的签名方案
3.1 引言
3.2 Neberg-Rueppel签名方案
3.3 基于椭圆曲线的具有消息恢复的签名方案
3.4 基于椭圆曲线的具有消息恢复的一般签名方案
3.5 本章小结
本章评注
4 具有消息恢复的认证加密方案
4.1 引言
4.2 HMP方案介绍
4.3 一般签名方程的参数选取方法
4.3.1 签名方程参数选择的原则
4.3.2 已知明文的伪造攻击
4.4 基于椭圆曲线的具有消息恢复的认证加密方案
4.4.1 方案描述
4.4.2 推广
4.4.3 已知明文的攻击
4.5 基于椭圆曲线的具有消息链接恢复的认证加密方案
4.5.1 方案描述
4.5.2 信息传输量和计算时间效率对比分析
4.5.3 安全性分析
4.6 本章小结
5 基于公钥自证明的认证加密方案
5.1 引言
5.2 基于公钥自认证的认证加密方案
5.3 具有消息链接恢复的自认证签名方案
5.4 本章小结
本章评注
6 盲签名方案
6.1 引言
6.2 盲签名的分类及联系
6.3 广义ElGamal型弱盲签名的构造方法
6.3.1 引言
6.3.2 CPS弱盲签名
6.3.3 ElGamal型弱盲签名方案的构造
6.3.4 ElGamal型弱盲签名方案的推广
6.4 代理盲签名方案的构造方法
6.4.1 引言
6.4.2 ElGamal型代理盲签名方案
6.4.3 代理盲签名方案举例
6.4.4 安全性分析
6.5 基于多元线性变换的代理盲签名方案
6.6 基于椭圆曲线的代理盲签名方案
6.6.1 系统参数
6.6.2 基于多元线性变换的代理盲签名方案
6.6.3 方案的安全性及应用分析
6.7 具有消息恢复的代理盲签名方案
6.7.1 方案描述
6.7.2 针对指定接收者
6.7.3 具有消息链接恢复特性
6.8 本章小结
本章评注
7 基于双线性理论的签名方案
7.1 准备工作
7.1.1 椭圆曲线
7.1.2 有限域上的椭圆曲线公钥密码体制
7.1.3 双线性映射的基本概念
7.1.4 基于ID的密码体制
7.2 基于ID的盲签名方案
7.3 本章小结
本章评注
8 匿名电子投票协议设计及系统实现
8.1 引言
8.2 匿名电子投票应满足的基本性质
8.3 匿名电子投票协议设计及安全性分析
8.3.1 匿名电子投票协议设计
8.3.2 协议的安全性分析
8.4 系统设计与实现
8.5 本章小结
本章评注：
9 结论与展望
致谢
参考文献：
攻读博士学位期间发表的论文
发布时间: 2005-09-12
参考文献
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