本文關(guān)鍵詞：群簽名成員撤銷機制研究

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【摘要】：群簽名是Chaum與Heyst在1991年Crypto會議上提出的一種密碼系統(tǒng),其基本思想是群成員可以代表群生成群簽名,外界只能驗證簽名的確是群中某個成員簽發(fā)的,但不知道是誰,只有群管理員在必要時能打開簽名找出實際簽名者。由于其結(jié)合了匿名性與可追蹤的特性,可應(yīng)用于許多應(yīng)用場合如可信計算、網(wǎng)絡(luò)取證、電子投票、電子拍賣、電子貨幣等等,提出后就迅速引起重視,許多學(xué)者構(gòu)建了許多具體的群簽名方案,到今天群簽名方案效率、安全性等方面都有了很大的提高。要在實際中使用群簽名,一個重要的問題是成員的簽名權(quán)利撤銷問題,比如某個成員的私鑰丟失、被盜,或其濫用簽名權(quán)利等等;而當前的許多群簽名方案還不支持撤銷操作或撤銷操作效率比較低,或撤銷操作不夠靈活等等,影響了在實踐中群簽名方案的推廣與使用;相關(guān)的問題是簽名匿名性的撤銷,即打開簽名找出實際的簽名者;而這兩個問題也是密切相關(guān)的,很多時候一個不能夠被打開的簽名是合法的,而能夠被某種方式打開并找出實際簽名者的簽名就是不合法的。本文對這兩方面問題都進行了研究,并針對當前可撤銷群簽名方案存在的問題,如撤消操作不靈活、基于ROM模型、不能實現(xiàn)更好的匿名性與可追蹤性的平衡等問題展開研究,圍繞的主線就是提供更多、更靈活的撤銷方式,達到更好的匿名性與可追蹤性的均衡,使群簽名能應(yīng)用于更多的場合,取得的主要研究成果如下:1、在已有的前向撤銷、后向撤銷的概念基礎(chǔ)之上,結(jié)合二者提出一種新的群簽名成員撤銷概念:雙重撤銷,即把群成員的正常退出與對惡意成員的刪除區(qū)別開來,雖然撤銷后二者都不能再生成新的合法的群簽名,但對于前者還要保護其以前生成的群簽名的匿名性,而對于后者則可曝光其所有的群簽名;并在現(xiàn)有的可追蹤簽名方案和DA(Dynamic Accumulator,動態(tài)聚集器)方案的基礎(chǔ)之上,結(jié)合DA與VLR(Verifier Local Revocation,驗證方本地撤銷)兩種撤銷方式,在ROM模型下構(gòu)建了一個具體的支持雙重撤銷的群簽名方案。2、當前有一些標準模型下的群簽名方案不具備成員撤銷的能力,影響了其在實踐中的推廣與使用,為此提出一種標準模型下群簽名成員正常退出撤銷的新方法,其思想類似ROM模型下的DA撤銷方法,安全性得以提高,構(gòu)建中利用了Groth-Sahai證明系統(tǒng)與SPS(Structure Preserving Signature,群結(jié)構(gòu)保持簽名)等工具;所提撤銷方法原理上可給多種標準模型下的群簽名方案增加撤銷操作,通過給著名的Groth群簽名方案增加撤銷操作來演示該方法的有效性。3、在已有的K次條件群簽名概念的基礎(chǔ)之上,提出一種新的群簽名擴展概念:K+L次條件群簽名,其匿名性可認為是處于群簽名與環(huán)簽名之間,即只要群成員的簽名次數(shù)在K次以下,那么他的簽名是匿名的,超出K次而小于K+L次則可由群管理員打開,超過K+L次則群成員的身份就任何人可追蹤了,即身份公開了;并在已有的K次條件群簽名方案的基礎(chǔ)之上,在ROM模型下構(gòu)建了一個具體的K+L次條件群簽名方案。4、結(jié)合環(huán)簽名與群簽名的各自優(yōu)勢,在標準模型下構(gòu)建了一個匿名性可撤銷環(huán)簽名方案。群簽名匿名性是可撤銷的,而環(huán)簽名匿名性是無條件的,且環(huán)簽名在簽名時其匿名性水平是可自主控制的(即簽名者可自主選擇環(huán)規(guī)模),結(jié)合群簽名與環(huán)簽名的這兩種優(yōu)勢,在標準模型下構(gòu)建了一個匿名性可撤銷的高效環(huán)簽名方案,安全性更高,因已有的匿名性可撤銷環(huán)簽名方案是基于ROM模型;RRS(Revocable Ring Signature,可撤銷環(huán)簽名)的概念是簽名時不僅可以自主選擇所在的環(huán),還可以自主選擇一個可信第三方的集合,此集合中的任一個可信第三方都可打開簽名找出真正簽名者;以前的可撤銷環(huán)簽名方案的構(gòu)建是基于ROM模型,且不能保證當用戶私鑰曝光時其生成的簽名的匿名性;在標準模型下構(gòu)建了一個可撤銷環(huán)簽名方案,安全性更高,且能保證即使用戶的私鑰曝光,其生成的環(huán)簽名仍能保持匿名,這也解決了提出RRS概念一文中的一個公開問題。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP309

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