基于双难题的数字签密方案研究

针对基于离散对数和因子分解双难题设计数字签密方案的问题,给出了一个使用Hash函数的签密方案。针对Hash函数存在被攻击的危险,给出了一个不使用Hash函数的签密方案。两个方案均具有抗伪造签名攻击、前向安全性和公开验证性。通过安全性分析和复杂度分析,与各类数字签密方案比较,复杂度更低。     

一种基于前向安全的可公开验证签密方案

提出一种具有公开验证性和前向安全性的签密方案,弥补了已有签密方案大多数不能同时提供可公开验证性和前向安全性的不足。该方案中,只有指定接收者可以从签密密文中恢复出签密消息的明文;在公开验证中不需要接收者的私钥及消息明文;并且具备前向安全性,即使签密者的私钥泄露,攻击者也不能恢复本次及以前所签密消息的明文。同时该方案改变了传统上使用Hash函数或Redundancy函数的验证方法。最后对该方案的安全性进行了详细分析。     

无可信PKG的基于身份的指定接收者群签密方案*

利用签密的思想,对基于身份的群签名方案进行改进,提出无可信PKG（私钥生成中心）的基于身份的指定接收者群签密方案。在提出的方案中,只有指定接收者可以从群签密密文恢复出被群签密消息的明文来验证群签密的有效性;并可以通过指定接收者进一步公开相关信息,转换为不泄露消息明文但可以被公开验证的群签名。该方案能够同时保证消息的机密性、可认证性和不可否认性。此外,群公钥的大小和群签密的长度独立于群成员的个数。     

不使用Hash和Redundancy函数的有序多重数字签名方案

现有的有序多重数字签名方案都使用了Hash函数和消息冗余函数,这必将承受由Hash函数和消息冗余函数带来的安全威胁。首先指出了施方案（文献[1]）中存在的安全性问题,随后利用椭圆曲线密码算法设计了一个新的有序多重数字签名方案,该方案不使用Hash函数和消息冗余函数,减少了这方面所带来的安全威胁;取消了施方案里的签名中心,避免了该签名中心的参与导致计算瓶颈的产生;所有消息均公开,签名者可以共同通过验证来发现伪签名和成员内部的欺诈行为。该文方案能够克服施方案的安全问题,并且计算量小,结构简单,具有一定的实用价值。     

可公开验证的高效聚合签密方案

聚合签名能够把多个不同用户对不同消息所产生的不同签名聚合成一个签名,大幅度地提高验证的效率.聚合签密不仅能实现聚合,同时还提供机密性与认证性.本文利用双线性对构造了一个新的基于身份的聚合签密方案,并基于BDH和CDH问题,证明了方案的机密性和不可伪造性.此外,方案还满足可公开验证性,与同类方案相比具有更高的安全性,且运算量更小,效率更高.     

新的不使用冗余和Hash的安全认证加密方案

最近提出的一类新的认证加密方案首次将消息可恢复签名和对称加密有机结合,而且不需要使用Hash函数或Redundancy函数。但分析发现该方案不具有数字签名所要求的基本条件,不能抵抗消息接收者的伪造攻击。为此提出了一种新的认证加密方案,该方案的安全性以求解离散对数难题和双重模难题为基础,而且可以在发生纠纷时将认证加密的签名转化为普通的签名,任何人都可以验证签名的有效性。     

多接收者基于身份签密方案的密码分析

针对一个多接收者基于身份签密方案,从签密方案的安全属性入手,分析其安全性。通过2个成功的攻击证明该方案不满足语义安全性和不可伪造性要求,存在对任何消息和任何身份伪造密文的有效算法。提出一个改进的多接收者基于身份签密方案并给出安全性 证明。     

基于身份的签密方案分析与改进

分析3种基于身份的签密方案,使用不可区分性选择明文攻击(IND-CPA)方法对前2种方案进行攻击,使用IND-CPA和伪造攻击方法对第3种方案进行攻击,并分别给出改进方案。分析结果表明,这3种改进方案的运算效率较高,且具有机密性、不可伪造性、不可否认性、公开验证性和前向安全性。     

具有前向安全性的可公开验证的签密方案

已有签密方案大多数不能同时提供可公开验证性和前向安全性.针对此问题,基于求解Z.上离散对数问题的困难性和单向hash函数的不可逆性,给出了一个同时具有前向安全性和可公开验证的签密方案.在该方案中验证不需要接收者的私钥,传输中通过将某一参数隐藏在指数位置,使得到发送者私钥的攻击者不可能得到本次及以前通信者的秘密信息.通过这些方法实现了可公开验证性和前向安全性,弥补了大多数已有签密方案不能同时提供可公开验证性和前向安全性的不足,而且在该方案中认证与消息恢复并未分离,但是在公开验证过程中却无须破坏消息的机密性,这使得本方案具有更高的安全性和更广泛的应用性.     

基于身份的多接收者(多消息)匿名混合签密机制

为满足广播环境下通信数据的机密性和认证性需求以及消息收发双方的匿名性,本文提出基于身份的多接收者匿名混合签密机制,满足收发双方的匿名性保护需求,并且接收者具有解密独立性;正确性分析及安全性证明表明本文机制是安全、有效的多接收者匿名混合签密机制;相较与现有方案而言,除具有保密性和不可伪造性之外,本文机制具有更优的性能,如更高的匿名性、公开验证性等.同时,将本文机制改进后,提出具有收发双方匿名性、公开验证性、不可否认性等安全属性的多接收者多消息混合签密机制,实现广播通信环境下用户的多消息发送需求.