紧安全的环签名构造

对于一个密码方案而言,如何在安全证明中降低归约损失、实现紧归约是一个重要的问题。因为一般来说归约损失越大,就需要更大的参数来保证方案的理论安全强度,而在部署一个紧安全的密码方案的时候,则不需要牺牲效率来弥补归约损失。在这篇文章中,我们关注紧安全的环签名构造。环签名在2001年由Rivest等人首次提出,它允许用户在隐藏自己身份的同时进行签名,任何人都不能破坏环签名的匿名性,同时敌手不能冒充任意一个环成员生成相应的有效签名。虽然目前已有多种环签名的构造方案,但证明过程中的归约损失是高效实现的一大阻碍。在本文中,我们基于DDH假设在随机预言机模型下提出了一种环签名方案,其中安全证明的归约损失仅为常数,因此称为紧安全的环签名构造。在构造中,我们令每个用户的公钥由两个子公钥构成,用户私钥为其中一个子公钥对应的子私钥,再基于Goh与Jarecki提出的紧安全的EDL签名方案,我们利用标准的CDS变换构造了一个1/N-DDH非交互零知识证明系统,从而证明用户拥有有效的私钥,得到相应的环签名方案。得益于这种特殊的构造,在安全证明中我们不必使用分叉引理,也不必猜测敌手的目标公钥,从而实现了紧安全归约。此外,我们的方案可以用来构造附加其他性质的环签名方案,如可链接环签名,同时对于其他匿名签名方案的紧安全设计也具有启发意义。     

批量代理量子盲签名方案

在经典密码学中的代理签名和盲签名基础之上,提出了批量代理量子盲签名方案.利用三进制两粒子量子纠缠系统的方法来进行密钥分配和文件量子态序列的编码.所有待签名的文件在通信过程中都被文件所有者的私钥加密.与经典盲签名方案不同之处在于,引入了试签名及对试签名的认证,以及双重身份(仲裁和代理)者的高效批量代理盲签名.安全性分析和效率讨论表明,通过仲裁者提供安全的批量代理盲签名的方法来完成对大量文件的高效盲签名是可行的.     

一个前向安全无证书代理签名方案的安全性分析*

对一个前向安全无证书代理签名方案进行分析,指出这个方案既不具有不可伪造性,也不具有前向安全性。证明了该方案对于公钥替换攻击是不安全的,即敌手通过替换原始签名者和代理签名者的公钥可以伪造该代理签名者对任意消息的代理签名,给出了伪造攻击方法。指出该方案不具备前向安全性的原因,即该签名方案的代理密钥更新算法没有利用时段标识,代理签名没有明确包含时段信息。     

Cryptanalysis on AW digital signature scheme based on error-correcting codes

In 1993, Alabhadi and Wicker gave a modification to Xinmei Digital Signature Scheme based on error-correcting codes, which is usually denoted by AW Scheme. In this paper we show that the AW Scheme is actually not secure: anyone holding public keys of the signatory can obtain the equivalent private keys, and then forge digital signatures for arbitrary messages successfully. We also point out that one can hardly construct a digital signature scheme with high-level security due to the difficulty of decomposing large matrixes.     

一类具有安全加密功能的扩展MQ公钥密码体制

量子计算机的发展,对目前广泛应用的传统公钥密码体制(如RSA,ECC等)构成了严重的威胁.MQ公钥密码是目前抗量子计算密码领域中最为活跃的热点研究课题之一,但是目前MQ公钥密码只能用于签名,很难构造出安全的加密算法.同时,随着近年来多个MQ签名算法相继被攻破,人们对MQ类公钥密码体制的安全性产生了质疑.本文通过引入Hash认证技术、并结合传统MQ公钥密码算法,提出了一种扩展MQ公钥密码体制,它可看作是对传统MQ公钥密码算法结构的本质拓展.利用本文引入的Hash认证技术可有效地提升MQ签名算法的安全性,同时也可据此设计出安全高效的MQ公钥加密方法.     

Extended multivariate public key cryptosystems with secure encryption function

Advances in quantum computers pose great threats on the currently used public key cryptographic algorithms such as RSA and ECC. As a promising candidate secure against attackers equipped with quantum computational power, multivariate public key cryptosystems (MPKCs) have attracted increasing attention in recently years. Unfortunately, the existing MPKCs can only be used as a multivariate signature scheme, and it remains unknown how to construct an efficient MPKC enabling secure encryption. Furthermore, some...     

一种无随机预言机的高效可验证加密签名方案

提出了一种高效的无随机预言机的可验证加密签名方案.该方案使用近来出现的Gentry 签名进行构造,并在标准模型下严格证明其安全性.与同类方案相比,该方案构造简单,有较短的公钥尺寸、较低的计算代价以及较紧的安全归约.它是一个真正实践的无随机预言机的可验证加密签名方案,可以用于实际的在线合同签署协议.此外,方案的证明依赖于强Diffie-Hellman 假设,也有其独立的价值.     

基于RSA的门限失败-停止签名方案

失败-停止签名是一类不依赖于攻击者计算能力假设的数字签名技术,即使攻击者拥有无限的计算能力,签名者也可以证明一个签名是伪造的。目前,基于RSA密码体制的失败-停止签名已经比较成熟,我们在此基础上提出了一种新的门限失败-停止签名方案,并对此方案进行了安全性分析。该方案基于可证明安全的RSA失败-停止签名,具有欺骗检测（验证部分签名）和能够显示而高效地证明伪造性等特点。     

紧致安全的基于身份的签名方案

本文提出了第一个紧致安全的基于身份的签名(IBS)方案.我们的构造基于Bellare等人提出的基于证书思想的通用转化方法,包括两个组件,即选择消息攻击下不可伪造安全(EUF-CMA安全)的签名方案S,和多用户场景中选择消息攻击&动态密钥窃取攻击下不可伪造安全(MU-EUF-CMAcorr安全)的签名方案S.组件S的公私钥用作IBS的主公钥和主私钥,用户id的签名私钥包含了组件S所产生的一对公私钥,以及主私钥对id和S的公钥的签名证书.用户对消息的签名包含了组件S的公钥和证书,以及S的私钥对此消息的签名.IBS的安全性可以紧致归约到组件S的EUF-CMA安全性和组件S的MU-EUF-CMAcorr安全性.最后,我们给出了组件S和S的实例化,并分别在随机预言机模型和标准模型下得到了紧致(与几乎紧致)EUF-CMA&CIA安全的IBS方案.     

两个群签名方案的安全性分析

群签名在电子现金、电子选举等领域有着广泛应用,因此基于不同的数学问题设计安全高效的群签名方案有着重要意义。对最近提出的一个基于中国剩余定理的群签名方案和一个基于RSA签名的群签名方案进行研究,发现这两个方案存在安全漏洞:第一个方案中,任何一个群成员均可以分解系统模数,从而可以计算出系统中所有人的私钥;第二个方案的群签名打开算法不正确,从而无法追踪到群签名的生成者。分析表明,这两个方案均是不安全的,需要进一步完善。     

两种代理签名方案的分析与改进

对Dai等人的指定接收人的代理签名方案和Xue等人的采用自我认证公钥的门限代理签名方案进行了密码分析,发现它们是不安全的,都不能抵抗伪造攻击。针对这两个方案的缺陷,对其进行了改进,改进后的方案满足了代理签名的安全性要求。     

抗签名密钥泄露的可撤销无证书签名

当用户的私钥泄露或使用权限到期时,系统如何撤销该用户是亟待解决的问题.这一问题在传统公钥系统TPKC和基于身份的公钥系统IBC下已有解决方案,然而在无证书公钥系统中,这一问题至今没有得到很好的解决.我们知道,无证书公钥系统没有庞杂的证书库和密钥托管问题,只是算法的计算量稍有增加,是TPKC和IBC之外的一种较理想的公钥系统,所以对它的撤销机制的研究十分必要.设计了一种可撤销的无证书签名方案,基本原理是:系统定期地给每个未被撤销的用户生成新的时间密钥,并通过公共信道传输给用户.相比现有的Al-Riyami和Paterson的撤销机制而言,该方案更加高效.同时,新方案达到了抗签名密钥泄露的安全性,且签名密钥的长度非常短.在CDH困难性假设下,该方案是UF-CMA可证明安全的.     

安全的无证书聚合签名方案

无证书密码系统既解决了密钥托管问题,又不涉及公钥证书;而聚合签名可以有效地减少计算代价和通信开销.结合二者的优点构造无证书聚合签名是很有意义的.尽管无证书聚合签名方案的构造已经取得了重要进展,但是现有的方案仍然不能同时达到既可抵抗两类超级攻击者又具有运算的高效性.使用双线性映射并引入状态信息来设计具有强安全性的无证书聚合签名方案.在随机预言模型中,该状态信息被用于嵌入给定困难问题的部分信息.结果显示,该方案的安全性基于计算Diffie-Hellman问题的困难性并可以抵抗超级攻击者的攻击.同时,由于充分利用公开信息和双线性映射的性质,它在个体签名和聚合签名验证过程只需4个双线性映射.另外,在该方案中,用户知道状态信息后可独立完成个体签名而无需交换信息,所以它允许用户动态地加入聚合签名.故它可应用于多对一的通信系统中.     

对一类可验证的门限签名方案的安全性分析*

对张劼等人提出的一类可验证的门限签名方案进行了安全性分析,发现它存在安全漏洞,容易受到合谋攻击和伪造攻击,并且不具备不可否认性.针对以上问题对原方案进行了一些改进,新方案克服了原方案的缺点,提高了系统的安全性,实现了公开信道传输子密钥,具有较强的实用性.     

Breaking the short certificateless signature scheme

Certificateless cryptography eliminates the need of certificates in the Public Key Infrastructure and solves the inherent key escrow problem in the identity-based cryptography. Recently, Huang et al. proposed two certificateless signature schemes from pairings. They claimed that their first short certificateless signature scheme is provably secure against a normal type I adversary and a super type II adversary. In this paper, we show that their short certificateless signature scheme is broken by a type I adversary who can replace users’ public keys and access to the signing oracle under the replaced public keys.     

无证书的环签名方案

在传统数字签名机制中,用户的公钥需要由经过可信第三方(TTP)签名的证书来保证其可靠性,而Shamir的基于身份的签名机制尽管不再需要证书,但用户的私钥将无法避免地被TTP所托管。在2003年Asiacrypt上无证书签名的概念被提出,采用这种签名机制不仅无需证书,而且也解决了密钥托管的问题。文章在此基础上,首次提出了无证书环签名的概念,并且给出了一种构造无证书环签名方案的一般性方法.安全性分析表明用该方法构造的方案是安全的.作为例子,文章中还给出了一个具体的无证书环签名方案的实例。     

ID-Based Fair Off-Line Electronic Cash System with Multiple Banks

ID-based public key cryptography （ID-PKC） has many advantages over certificate-based public key cryptography （CA-PKC）, and has drawn researchers＇ extensive attention in recent years. However, the existing electronic cash schemes are constructed under CA-PKC, and there seems no electronic cash scheme under ID-PKC up to now to the best of our knowledge. It is important to study how to construct electronic cash schemes based on ID-PKC from views on both practical perspective and pure research issue. In this paper, we present a simpler and provably secure ID-based restrictive partially blind signature （RPBS）, and then propose an ID-based fair off-line electronic cash （ID-FOLC） scheme with multiple banks based on the proposed ID-based RPBS. The proposed ID-FOLC scheme with multiple banks is more efficient than existing electronic cash schemes with multiple banks based on group blind signature.     

一种新的前向安全可证实数字签名方案

基于前向安全数字签名和可证实数字签名的理论，一种前向安全可证实数字签名的新方案被提出，首次将数字签名的前向安全和可证实的功能结合在一起，并且证实过程应用零知识证明的思想．在因子分解、离散对数及二次剩余问题的困难假设下，系统是安全的．该方案的前向安全保证了即使当前时间段的签名密钥被泄漏，敌手也不能伪造以前的签名，在公钥固定不变的前提下，对密钥进行定期更新．并且由一个半可信任第3方——证实者——来验证签名，从而控制签名有效性的传播，并防止签名者对不利的签名拒绝验证的行为．     

一个基于双线性对的前向安全的代理签名方案

提出了一个基于双线性时的前向安全的代理签名方案,方案能实现即使代理签名人的密钥被泄露,之前所产生的代理签名依然有效.该方案是基于双线性签名体制构造的,具有签字短、安全、高效等优点,不仅能有效抵制任何第三方和原始签名人的伪造攻击和代理签名人的代理权滥用,而且能满足强代理的一切性质.最后,对所提出方案的安全性做了详细分析和讨论.     

基于比特承诺的计算安全量子密码协议

比特承诺是重要的密码学元素,在复杂密码协议设计（如：零知识证明）中扮演着重要角色．Mayers,Lo和Chau分别独立证明了所有无条件安全的量子比特承诺方案都是不安全的,即著名的Mayers-Lo-Chau不可行定理．但这并不排除存在计算安全的量子比特承诺．2000年,Dumais等人给出了一个基于计算假设的量子单向置换可以用于构造计算安全的比特承诺方案．利用纠错码的方法,把量子比特承诺扩展成量子多比特承诺方案,并证明了所给方案的隐蔽性质和约束性质．以比特承诺方案为基础,给出了量子数字签名和量子加密认证方案的设计方法,并给出了协议的安全性证明．