高效无可信PKG的新型盲签名方案*

针对目前基于身份的盲签名方案或者安全性不高,或者效率较低的缺陷,通过密码学分析和算法结构设计,首先提出了一个基于身份的无可信私钥生成中心(PKG)、只有一个对运算的签名方案;然后基于该方案提出了一个基于身份的无可信PKG、只有一个对运算的盲签名方案,并证明了方案的强盲性和不可伪造性,比较了方案与其他类似方案的效率。该方案可以抵抗适应性选择消息和身份攻击,抵抗不可信PKG的攻击,其安全性依赖于强l-SDHP难题。     

基于身份的可截取签名方案

根据批签名的思想，提出了一个新的基于身份的可截取签名（CES）方案，该方案不需要对消息的每个子消息进行签名，有效地提高了签名的效率，而且能够防止私钥产生机构（PKG）伪造签名。在随机预言模型下，证明了其在适应性选择消息攻击及身份攻击下都能抵抗存在伪造。     

一种新的基于身份的代理签名方案

分析一种基于身份的代理签名方案(哈尔滨工业大学学报,2008年第7期),指出其不安全性,容易受到PKG发起的假冒伪造攻击,PKG可以假冒原始签名人代理授权,也可以伪造有效的代理签名。给出改进方案,以纠正原方案的错误,可有效弥补原方案的设计缺陷,限制PKG的权限,保护签名人的利益。     

标准模型中基于身份的多PKG签密方案

在随机预言模型中,现有的基于身份签密的多私钥生成器(PKG)方案都是可证明安全的。基于此,提出在标准模型中基于身份的多PKG签密方案,并证明其安全性。在DBDH假设下,方案的机密性满足在适应性选择密文攻击时,密文不可区分。在CDH假设下,方案的不可伪造性满足在适应性选择消息攻击时,签名存在性不可伪造。和已有方案相比,该方案在签密阶段效率较高。     

一种新的基于身份数字签名方案

在现有的基于身份的签名方案中,签名者必须绝对信任密钥产生机构（PKG）。由于签名者用于签名的密钥是由PKG产生的,那么PKG就可以伪造签名者的签名。因此,在有些方案中,提出了引入多个PKG,如果能够确保至少一个PKG是诚实可信的,就可以确保方案的安全性。但是足够多的PKG还是能够伪造用户的签名,所以并没有从根本上解决这个问题。本文提出一个无需PKG诚实可信的一个签名方案,从根本上解决了密钥暴露的问题。     

无可信PKG的盲签名方案的安全性分析及改进

无可信PKG的密码体制克服了基于身份的密码体制的密钥托管问题。针对何俊杰等人的无可信PKG的盲签名方案,详细分析其安全性,发现其方案不能抵抗敌手A_I伪造攻击。敌手A_I在无法获取用户的部分私钥和秘密值的情况下,对用户的部分公钥进行替代,可生成对任意消息的合法的盲签名。当用追溯算法时,仲裁方将断定该签名是PKG伪造的,诚实的PKG就会被敌手A_I陷害。为此,提出相应的改进方案,对验证等式做了相应变化,有效地防止了敌手A_I的公钥替代攻击。     

基于身份无可信中心的指定验证人代理签名方案

由于已有的基于身份的指定验证人代理签名方案都是无条件信任私钥产生中心（Private Key Generator,PKG）的,而这些方案中所有用户的私钥都是由PKG计算产生的,因此不诚实的PKG就可以伪造任意用户的代理签名。为了解决无条件信任PKG带来的问题,保护原始签名人和代理签名人的利益,首次提出了一种基于身份无可信中心的指定验证人代理签名方案。分析表明,该方案是安全有效的。     

一个前向安全代理签名方案的安全分析及改进

已有的前向安全代理签名方案或多或少存在一些安全缺陷。针对陈宁宇等人的前向安全的代理签名方案进行安全性分析,发现该方案不满足前向安全性,无法抵抗PKG和代理签名人的合谋攻击,公钥替换攻击以及不诚实的PKG的伪造攻击。提出一个改进的前向安全代理签名方案,改进的方案满足前向安全的代理签名的所有安全性要求,同时能很好地抵抗合谋攻击、不诚实的PKG的伪造攻击和公钥替换攻击。     

一个基于身份的无需可信中心的签密方案

由于现有的基于身份的签密方案中,所有用户的私钥都由无条件信任私钥中心（PKG）产生,因此不诚实的PKG就可以伪造任意用户的签名。基于此,提出了一个基于身份的无需可信中心的签密方案,该方案中签密密钥由PKG和用户共同产生,可防止PKG的伪造行为,方案具有可验证性、不可伪造性和不可否认性,并且只有指定的接收者才能验证签密的正确性。     

一种无需可信中心的跨信任域身份签密方案

针对现有的基于身份的签密方案中,私钥产生中心(PKG)可以任意伪造域内用户对消息进行签名和解密的弊端,提出了一种新的无需可信中心的基于身份的签密方案.利用一种新的公钥产生机制,在用户的身份信息中加入随机数,使得:PKG无法伪造用户的签名,也无法对用户的消息进行解密,同时还可以实现跨信任域签密.分析表明该方案是安全的.     

How to construct identity-based signatures without the key escrow problem

The inherent key escrow problem is one of the main reasons for the slow adoption of identity-based cryptography. The existing solution for mitigating the key escrow problem is by adopting multiple Private Key Generators (PKGs). Recently, there was a proposal that attempted to reduce the trust of the PKG by allowing a malicious PKG to be caught if he reveals the user’s identity-based private key illegally. Nonetheless, the proposal does not consider that the PKG can simply decrypt the ciphertext instead of revealing the private key itself (in the case of identity-based encryption schemes). The aim of this paper is to present an escrow-free identity-based signature (IBS) scheme, in which the malicious PKG will be caught if it releases a signature on behalf of the user but signed by itself. We present a formal model to capture such a scheme and provide a concrete construction.     

高效的基于身份无可信中心的代理签名和盲签名

传统的基于身份的代理签名和盲签名方案,都需要无条件信任私钥生成中心PKG(private key generation).而PKG可计算系统内任何用户的私钥,当然可以伪造任何用户的代理签名和盲签名.利用椭圆曲线上的双线性映射,提出了一种新的高效的基于身份无可信中心的代理签名和盲签名方案,并在随机预言模型下给出了安全性证明.分析表明,新方案不仅满足代理签名和盲签名方案的各种安全性要求,且效率优于已有文献.     

标准模型下基于格的身份代理部分盲签名方案

基于格的身份代理盲签名被广泛用于电子商务、电子政务以及软件安全等领域。针对基于格的代理盲签名中存在的主密钥泄露、恶意用户攻击、签名伪造等问题,文章提出一种标准模型下基于格的身份代理部分盲签名方案。该方案采用矩阵级联技术构造签名公钥,解决了已有方案中的主密钥泄露问题;采用部分盲签名技术解决了全盲签名方案中恶意用户攻击问题。安全性分析表明,该方案不仅可以实现代理签名和盲签名的功能,还具有抵抗主密钥泄露攻击、抵抗恶意用户攻击以及自适应选择消息攻击条件下存在不可伪造性(EUF-CMA)等安全特性。     

标准模型下可证安全的基于身份的高效签名方案

基于身份的公钥密码体制克服了传统公钥密码体制所带来的公钥证书存储和管理开销问题;目前大多数基于身份的数字签名方案的安全性足基于随机预言模型进行证明,但随机预言机的实现方式可能会导致方案的不安全,如Hash函数,往往返回的结果并小是随机的.文中提出一种安全、高效的基于身份的签名方案,并且在标准模型下证明该方案对自适应选择消息攻击是存在不可伪造的,方案的安全性可规约为CDH困难假定.与现有的标准模型下安全的基于身份的签名方案相比,方案的通信代价更小,执行效率更高.     

Design of DL-based certificateless digital signatures

Public-key cryptosystems without requiring digital certificates are very attractive in wireless communications due to limitations imposed by communication bandwidth and computational resource of the mobile wireless communication devices. To eliminate public-key digital certificate, Shamir introduced the concept of the identity-based (ID-based) cryptosystem. The main advantage of the ID-based cryptosystem is that instead of using a random integer as each user’s public key as in the traditional public-key systems, the user’s real identity, such as user’s name or email address, becomes the user’s public key. However, all identity-based signature (IBS) schemes have the inherent key escrow problem, that is private key generator (PKG) knows the private key of each user. As a result, the PKG is able to sign any message on the users’ behalf. This nature violates the “non-repudiation” requirement of digital signatures. To solve the key escrow problem of the IBS while still taking advantage of the benefits of the IBS, certificateless digital signature (CDS) was introduced. In this paper, we propose a generalized approach to construct CDS schemes. In our proposed CDS scheme, the user’s private key is known only to the user himself, therefore, it can eliminate the key escrow problem from the PKG. The proposed construction can be applied to all Discrete Logarithm (DL)-based signature schemes to convert a digital signature scheme into a CDS scheme. The proposed CDS scheme is secure against adaptive chosen-message attack in the random oracle model. In addition, it is also efficient in signature generation and verification.     

A Key Escrow-Free Identity-Based Signature Scheme without using Secure Channel

Abstract

Over the years, several identity-based signature schemes using bilinear pairings have been proposed, but most of them suffer from key escrow problems and require a secure channel during the private key issuance stage. In this paper, we present an identity-based signature scheme variant using bilinear pairings. We use a binding-blinding technique to eliminate key escrow problems and to avoid using a secure channel in the key issuance stage. We then extend the proposed scheme to a multi-signature scheme. We show that both schemes are secure against chosen message attacks.     

Provably secure identity-based authenticated key agreement protocols with malicious private key generators

Identity-based authenticated key agreement is a useful cryptographic primitive and has received a lot of attention. The security of an identity-based system relies on a trusted private key generator (PKG) that generates private keys for users. Unfortunately, the assumption of a trusted PKG (or a curious-but-honest PKG) is considered to be too strong in some situations. Therefore, achieving security without such an assumption has been considered in many cryptographic protocols. As a PKG knows the private keys of its users, man-in-the-middle attacks (MIMAs) from a malicious PKG is considered as the strongest attack against a key agreement protocol. Although securing a key agreement process against such attacks is desirable, all existent identity-based key agreement protocols are not secure under such attacks. In this paper, we, for the first time, propose an identity-based authenticated key agreement protocol resisting MIMAs from malicious PKGs that form a tree, which is a commonly used PKG structure for distributing the power of PKGs. Users are registered at a PKG in the tree and each holds a private key generated with all master keys of associated PKGs. This structure is much more efficient, in comparison with other existing schemes such as threshold-based schemes where a user has to register with all PKGs. We present our idea in two protocols. The first protocol is not secure against MIMAs from some kinds of malicious PKGs but holds all other desirable security properties. The second protocol is fully secure against MIMAs. We provide a complete security proof to our protocols.     

新的基于身份的广义指定多验证者签名

在一个指定验证者签名方案中,只有指定的验证者才能验证签名的有效性。论文基于双线性对提出一种新的基于身份的广义指定多个验证者签名方案。新方案采用引进两个独立PKG的方法,在一定程度上消除了单个PKG可以伪造用户签名的安全缺陷。证明了在BDH问题假设和随机预言机下新方案是安全的。     

对一个高效的基于身份的代理盲签名方案的分析和改进

对一个基于身份的无可信私钥键生成中心(PKG)的代理盲签名方案进行了安全性分析,指出该方案不满足不可伪造性,并且存在着代理签名人可以窃取原始签名人私钥,以及普通用户伪造签名等安全缺陷。针对该方案存在的问题,本文提出了一个新的无可信PKG的代理盲签名方案,并对新方案的正确性和安全性进行了分析。