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.     

安全高效基于身份签名方案的密码学分析

基于身份的数字签名方案最显著的特点是,只需要签名人的身份信息而无需签名人的证书来验证签名的有效性,这极大地简化了密钥管理.2006年,Paterson和Schuldt构造了标准模型下可证明安全的基于身份的数字签名方案,但计算效率不高.谷科等人提出了新型的改进方案来提高效率,并声称新方案在标准模型下可证明安全且比同类方案更高效.然而,新方案并不具备不可伪造性.给出了两种具体的攻击：敌手可以伪造用户的密钥或者敌手可以直接伪造任何消息的签名.进一步指出安全性证明中的缺陷,即,敌手的view与安全模拟成功的事件不独立.     

标准模型下的无证书签密方案

目前大多数基于身份的数字签名方案的安全性是基于随机预言模型进行证明的,但是许多方案都存在安全性问题。提出一种安全、高效的基于身份的无证书签密方案,并且在标准模型下证明该方案是安全的,方案的安全性可规约为q-ABDHE困难问题。与现有的标准模型下安全的基于身份的无证书签密方案相比,方案的通信代价更小,执行效率更高。     

标准模型下高效的基于身份可净化签名方案

可净化签名方案中,净化者能够修改原消息的特定部分,不必与签名者交互就能生成修改消息的有效签名。利用双线性对,基于Waters技术和Li技术,提出一个标准模型下安全的基于身份可净化签名方案。安全性分析表明,所提方案能够满足不可伪造性、不可区分性和不可变性。和现有标准模型下安全方案相比,该方案计算效率高、通信代价小。     

标准模型下基于身份代理盲签名方案

由于现有的基于身份代理盲签名方案要么没有得到形式化的安全证明,要么仅在随机预言（Random Oracle,RO）模型下可证明安全,提出一种标准模型下的基于身份代理盲签名方案。该方案的基本签名算法采用了Paterson等人提出的基于身份签名机制。在Paterson等人提出的标准安全模型基础上,引入代理签名敌手模型,并参考盲签名的安全模型,提出基于身份代理盲签名的标准模型。在此安全模型下,该方案被证明满足不可伪造性和盲性,具有可证明安全性。     

标准模型下的代理签名:构造模型与证明安全性

目前已经提出的代理签名方案缺乏在完整的代理签名安全模型下证明方案的安全性.在Boldyreva等人提出的代理签名安全模型的基础上,对代理签名的可证安全模型进行详细的形式化定义,提出一种完整的代理签名可证安全模型.同时,为了展示该安全模型的有效性和可扩展性,对Paterson等人提出的标准模型下基于身份的签名方案进行扩展,提出在标准模型下基于身份的代理签名方案,并在可证安全模型下,证明新方案具有在自适应选择消息攻击下存在基于身份的代理签名不可伪造性,其安全性在标准模型下可归约于CDH问题假定.新方案与标准模型下基于公钥密码体制的代理签名方案相比,不仅增加了用户身份的概念,还具有更完备的安全性.     

基于身份无可信中心的数字签名方案

针对目前基于身份无可信中心数字签名方案效率较低的问题,提出了一个新的基于身份无可信中心的数字签名方案,并在随机预言模型下证明该方案能抵抗适应性选择消息和身份的存在性伪造攻击.该方案与其它基于身份无可信中心签名方案相比,具有更高的效率.     

标准模型下基于身份的群代理签名方案

目前已提出的群代理签名方案存在两个问题,首先缺乏在完整的群代理签名安全模型下证明方案的安全性;其次在标准模型下的群代理签名方案没有涉及到用户身份这一概念,具有一定的使用局限性.针对上述两个问题,在Boldyreva等人提出的代理签名安全模型的基础上提出一个完整的群代理签名可证安全模型,同时为了展示该安全模型的有效性,给出一个群代理签名方案的可证安全实例.该实例通过对Paterson等人提出的标准模型下基于身份的签名方案进行扩展,提出在标准模型下基于身份的群代理签名方案,并在可证安全模型下证明新方案具有在自适应选择消息攻击下存在基于身份的群代理签名不可伪造性,其安全性在标准模型下可归约于CDH问题假定.与目前已有的标准模型下基于公钥密码体制的群代理签名方案相比,该群代理签名方案增加了用户身份的概念,同时具有更完备的可证安全性.     

一种基于身份的代理签名方案的安全性分析及改进

随着基于公钥密码体制的数字签名技术的发展,密钥管理问题成为数字签名技术能否广泛应用的关键所在,简化密钥管理成为数字签名技术发展的新方向。因此,基于身份的数字签名被提出,它简化了密钥管理工作,具有签名长度短的优点。之后,密码学界将双线性映射应用于基于身份的数字签名,它有效简化了证书密钥管理和密钥分发问题。随后,各种基于身份的数字签名的变种方案被提出,如基于身份的代理签名、基于身份的盲签名、基于身份的环签名和基于身份的门限签名等。文章主要内容为基于身份的代理签名。文章通过对王泽成等人的基于身份的代理签名方案进行分析,展示出这种方案是不安全的,尽管这种方案在随机预言机模型下被证明是安全的。此外,该方案不满足不可伪造性,原始授权人能够伪造一个合法有效的代理签名,代理人也可以滥用其代理签名权利。文章在此基础上提出了改进方案,新方案克服了原方案的安全缺陷,也满足了代理签名的各种安全性要求。     

对两类基于双线性对的签名方案的攻击*

Wen和Ma提出了一个基于传统PKI体制上的聚合签名方案,并认为该方案在随机预言机模型下是可证明安全的。但本文指出Wen-Ma方案是可以普遍伪造的,敌手既可以伪造某一个签名人的（普通）数字签名又可以伪造多个签名人的聚合签名。另外,Dai等人提出了一个适用于移动商务的基于身份的数字签名方案,但杜红珍发现该方案是不安全的,并给出了该方案的两种伪造攻击。     

新的标准模型下安全的数字签名方案

针对标准模型下数字签名方案较难构造的问题,在已有选择密文攻击(CCA)安全的可公开验证加密(PVPKE)方案基础上,提出一种标准模型下的数字签名方案。构造基于以下结论：CCA安全的PVPKE方案密文的合法性可公开验证,而数字签名也要求可公开验证;CCA安全的PVPKE方案密文不可伪造,而数字签名也要求不可伪造。通过将PVPKE方案中私钥用于签名,其公钥用于签名的验证,设计数字签名方案,并进行了安全性证明。分析结果表明,所提出的方案在邮件传输系统中有较好应用。     

一种改进的数字签名算法及身份识别协议

在基于椭圆曲线数字签名系统模型的基础上,提出了一种改进的数字签名算法,该算法通过消除影响数字签名效率的模逆运算,较大地提高了执行效率.在该签名方案的模型中加入了身份识别机制,保证了数据在传输中的安全性,也防止了签名的伪造.改进后的签名模型具有一定的实用价值.     

标准模型下一种新的基于分级身份的短签名方案

基于分级身份的签名在大规模网络中具有重要应用前景,为克服已有方案的私钥或签名长度依赖于分级级数及最大分级级数的缺陷,提高计算效率,提出了一种新的基于分级身份的签名方案.与已有方案相比,新方案优势明显,如身份分级级数越大,私钥长度越短,且签名长度为常数,仅含有3个群元素.验证算法仅需要3个双线性对运算,同样不依赖于分级级数.另外,新方案的安全性建立在推广的选择身份安全模型,该模型为适应性选择身份安全模型及选择身份安全模型的推广,在计算h-CDH困难假设下,新方案被证明是安全存在性不可伪造的,且其安全性不依赖于随机预言机.与已有的标准模型下的分级方案相比,新方案的安全性基于的困难假设更具有一般性.     

一个标准模型下基于身份的高效代理签名方案

目前对于基于身份的代理签名方案来说,方案的安全性大多是在随机预言模型下证明的,但随机预言机的实现方式可能会导致方案的不安全。相对而言,设计标准模型下的代理签名方案更有实际意义。提出了一种安全、高效的基于身份的代理签名方案,利用双线性对技术对方案的正确性进行了严格证明,并在标准模型下基于CDH困难假设给出了方案安全性的详细证明。与现有的标准模型下安全的基于身份的代理签名方案相比,该方案具有更高的效率。     

标准模型下基于身份的代理环签名方案研究

现有的基于身份的代理环签名方案的安全性大都是在随机预言模型下证明的,随机预言机模型将Hash函数理想化为一个完全随机模型,在实际应用中不一定安全.鉴于此,提出一个新的基于身份的代理环签名方案.在标准模型下证明了该方案能够抵抗存在性伪造攻击,且签名者具有无条件匿名性,因此具有更好的安全可靠性.     

标准模型下基于强RSA假设的身份签名方案

基于身份的密码学一直是密码界的热点研究方向,因为它节约了证书管理的庞大开销.目前,基于身份的密码方案大量涌现,但是其中绝大部分方案都是基于双线性配对实现的,其安全性依赖于配对困难问题.无需配对的基于身份的密码方案仍然是密码学中值得关注的一个课题.目前,有少量无需配对的身份签名方案被提出,但是其中一些方案未给出安全性证明,另一些则是随机预言模型下的可证安全方案,还没有在标准模型下可证安全的非配对的身份签名方案被提出.基于Hohenberger和Waters 签名提出了一个身份签名方案,该方案在标准模型下被证明是弱安全的,并且其安全性可以归约到强RSA问题.同时,在引入卡梅隆Hash函数后,该方案可被转换成标准安全的身份签名方案.     

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。     

安全高效的基于身份的部分盲签名方案

部分盲签名通过在最终的签名数据中添加签名者和用户协商的公共信息,较好地解决了盲签名在匿名性和可控性之间的矛盾。基于Shim（SHIM K A. An ID-based aggregate signature scheme with constant pairing computations. The Journal of Systems and Software, 2010, 83(10): 1873-1880 ）提出的基于身份的数字签名方案,提出了一个新的可证安全的基于身份的部分盲签名方案。在随机预言机模型下证明了新方案对自适应选择消息和身份攻击是存在不可伪造的,其安全性能够归约为计算Diffie-Hellman假设。与目前已有的随机预言机模型下基于身份的部分盲签名方案相比,所提方案具有较高的运算效率和较少的通信量。     

基于零知识证明的签名方案研究

数字签名已经成为网络信息时代身份认证的基本手段之一,为提高基于零知识证明技术的签名方案的安全性,对基于零知识概念的签名方案中签名者伪造签名问题进行了研究,分析了其中存在的潜在问题,提出了一种在不增加计算复杂性的情况下达到抗击签名者伪造签名的简单修改方案,并对该修改方案的可行性、安全性和计算复杂性做了具体分析.     

高效的基于格的环签名方案

安全高效的环签名方案有很多重要应用.文中提出了一种新的基于格的环签名方案并在标准模型下给出了正式的安全性证明.在标准的小整数解(SIS)困难假设下,该方案对适应性选择消息攻击是强不可伪造的.与现有的标准模型下基于格的环签名方案相比,新方案签名长度更短,计算效率更高,安全性更强.