本文關鍵詞：基于身份及無證書聚合簽名算法的分析與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著全球通信技術的不斷發(fā)展以及信息化和網(wǎng)絡化的不斷推進,物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)、云計算和云存儲等分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)技術逐漸成為信息科學領域的重要發(fā)展方向。但是這也對當今的各種通信設備和網(wǎng)絡設備的計算、存儲及通信能力提出更高的要求。它要求以較低的資源消耗以及較高的驗證效率實現(xiàn)消息的批處理,而傳統(tǒng)的信息安全技術不能有效的解決上述問題。因此分析并設計安全高效的分布式安全協(xié)議和算法成為當今信息安全領域的一個重要研究方向。數(shù)字簽名是信息安全的一個重要研究內(nèi)容,它能夠保護數(shù)據(jù)的完整性,實現(xiàn)消息的認證性以及不可抵賴性。為了實現(xiàn)用戶對多消息簽名的批量驗證,同時以較小的代價計算和驗證簽名,并盡可能減小數(shù)據(jù)存儲容量和通信代價,相關學者提出了聚合簽名的概念。聚合簽名是一種將多個消息簽名壓縮成一個短的簡單簽名的密碼學技術,通過驗證這個短簽名的有效性可實現(xiàn)簽名的批量驗證。通過對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行相關調(diào)研,本論文對一系列聚合簽名算法進行分析和改進,并提出相應的離線/在線聚合簽名方案,本文的主要成果有：1、深入分析基于身份的聚合簽名方案,指出一個基于身份的聚合簽名方案所存在的安全問題,即無法抵抗消息簽名的普遍偽造攻擊。任何接收到某用戶簽名的攻擊者都能夠成功偽造該用戶對任何消息的簽名。隨后對該方案作出相應的改進,并且在隨機預言模型下,給出了改進方案的形式化安全證明。2、深入地分析了一種無證書的聚合簽名方案,該方案設計、驗證過程中只需要計算3個對運算,其效率較高,但存在安全缺陷,即它不能抵抗惡意KGC對用戶消息的偽造簽名攻擊。隨后在安全攻擊的基礎上,對原方案進行改進,并證明改進方案在隨機預言機模型和適應性選擇攻擊下是存在性不可偽造的。3、利用雙線性對并結(jié)合在線/離線技術,構(gòu)造出一種無證書的在線/離線聚合簽名方案,新方案將簽名分為在線和離線兩個部分進行。離線部分可以在脫機狀態(tài)下實現(xiàn)計算量較大的運算,如對運算等；在線部分則僅需要實現(xiàn)計算量較小的運算,如加法、乘法以及hash運算等,因此該算法明顯提高了簽名和驗證的效率。可以證明新方案在隨機預言機模型下能夠抵抗適應性選擇消息的存在性偽造攻擊。最后,通過分析對比已有的一些無證書的聚合簽名方案,證明新方案具有更高的運算效率。
【關鍵詞】：聚合簽名 基于身份的密碼體制 無證書密碼體制 在線/離線簽名 隨機預言機模型
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN918.91
【目錄】：

• 摘要6-7
• 英文摘要7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景和意義11-14
• 1.1.1 信息安全11
• 1.1.2 密碼學11-12
• 1.1.3 數(shù)字簽名12-13
• 1.1.4 聚合簽名13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容及章節(jié)安排16-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 章節(jié)安排17-19
• 第2章 密碼學基礎及相關理論19-24
• 2.1 數(shù)學難題19
• 2.2 線性對19-20
• 2.3 公鑰密碼體制20-21
• 2.4 hash函數(shù)21
• 2.5 隨機預言機21
• 2.6 數(shù)字簽名的形式化定義和安全模型21-23
• 2.6.1 數(shù)字簽名的形式化定義21-22
• 2.6.2 數(shù)字簽名的安全模型22-23
• 2.7 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于身份的聚合簽名方案的分析及改進24-29
• 3.1 基于身份的聚合簽名形式化定義24
• 3.2 周海燕等人方案描述24-25
• 3.3 對周海燕等人方案的攻擊25-26
• 3.4 改進方案26
• 3.5 改進方案的安全分析26-28
• 3.6 本章小結(jié)28-29
• 第4章 一種無證書的聚合簽名方案的分析及改進29-38
• 4.1 無證書聚合簽名方案的形式化定義29
• 4.2 針對無證書聚合簽名算法的攻擊模型29-31
• 4.3 侯紅霞等人方案的描述及安全分析31-32
• 4.3.1 侯紅霞等人方案的描述31-32
• 4.3.2 對侯紅霞方案的攻擊32
• 4.4 改進方案32-33
• 4.5 方案安全性分析33-37
• 4.6 本章小結(jié)37-38
• 第5章 一種安全高效的無證書在線/離線聚合簽名方案38-46
• 5.1 在線/離線簽名方案38-39
• 5.1.1 在線/離線簽名方案的形式化定義38
• 5.1.2 在線/離線簽名方案的安全模型38-39
• 5.2 在線/離線聚合簽名方案的形式化定義39
• 5.3 一種新的無證書在線/離線聚合簽名方案39-40
• 5.4 安全性分析40-45
• 5.4.1 方案正確性40-41
• 5.4.2 不可偽造型41-45
• 5.5 算法的效率分析45
• 5.6 本章小結(jié)45-46
• 結(jié)論與展望46-47
• 致謝47-48
• 參考文獻48-53
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及專利53
• 攻讀碩士學位期間參與的科研項目53

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 杜紅珍;黃梅娟;溫巧燕;;高效的可證明安全的無證書聚合簽名方案[J];電子學報;2013年01期

2 周曉燕;杜偉章;;基于身份和Weil對的聚合簽名方案[J];計算機工程與應用;2010年15期

3 孫華;郭磊;鄭雪峰;韓曉光;;一種有效可證安全的基于身份代理聚合簽名方案[J];計算機科學;2012年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李松亞;基于聚合簽名的匿名委托協(xié)議研究與應用[D];東北大學;2010年

  本文關鍵詞：基于身份及無證書聚合簽名算法的分析與設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：382621