基于组合公钥的用户公钥认证算法

为解决组合公钥算法中的共谋攻击问题及用户私钥托管问题,提出一种基于组合公钥的用户公钥认证算法。其中,密钥管理中心生成用户的签名公私钥矩阵,用户随机生成自己的公私钥对,密钥管理中心使用用户的签名私钥对用户的公钥进行签名。理论分析证明,该算法使用签名私钥矩阵代替单个的签名私钥,从而扩大了签名私钥的空间,增强了系统的安全性。     

基于区块链与国密SM9的抗恶意KGC无证书签名方案

无证书密码体制能同时解决证书管理和密钥托管问题,但其安全模型中总是假设TypeⅡ敌手（恶意密钥生成中心（KGC））不会发起公钥替换攻击,这一安全性假设在现实应用中具有一定的局限性。国密SM9签名方案是一种高效的标识密码方案,它采用了安全性好、运算速率高的R-ate双线性对,但需要KGC为用户生成和管理密钥,存在密钥托管问题。针对以上问题,基于区块链和国密 SM9 签名方案提出一种抗恶意KGC无证书签名方案。所提方案基于区块链的去中心化、不易篡改等特性,使用智能合约将用户秘密值对应的部分公钥记录在区块链上,在验签阶段,验证者通过调用智能合约查询用户公钥,从而保证用户公钥的真实性。用户私钥由KGC生成的部分私钥和用户自己随机选取的秘密值构成,用户仅在首次获取私钥时由KGC为其生成部分私钥来对其身份标识符背书。随后可以通过更改秘密值及其存证于区块链的部分公钥实现私钥的自主更新,在此过程中身份标识保持不变,为去中心化应用场景提供密钥管理解决方法。区块链依靠共识机制来保证分布式数据的一致性,用户部分公钥的变更日志存储在区块链中,基于区块链的可追溯性,可对恶意公钥替换攻击行为进行溯源,从而防止恶意KGC发起替换公钥攻击。基于实验仿真和安全性证明结果,所提方案签名与验签的总开销仅需7.4 ms,与同类无证书签名方案相比,所提方案能有效抵抗公钥替换攻击,且具有较高的运算效率。     

三个无证书签名方案的密码学分析与改进

分析3个无证书签名方案,指出第1种方案不能抵抗消极不诚实密钥生成中心的攻击,后2种方案不能抵抗公钥替换攻击.通过在部分私钥生成阶段绑定公钥,提高第1种方案的安全性.在签名阶段,利用公钥绑定散列函数将用户公钥与消息绑定,由此弥补后2种方案的安全缺陷.     

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.     

一种高效安全的无证书数字签名方案

无证书签名体制容易遭受公钥替换攻击,在很多已有的方案中,密钥生成中心(KGC)可假冒合法用户生成"有效"的公私钥对。在Gap Diffie-Hellman(GDH)群中,利用用户公钥和部分私钥"绑定"技术,提出了一种可追踪KGC假冒的无证书签名方案,在随机谕示模型下,给出了该方案的安全性分析。与同类方案相比,该方案具有较高的效率。     

两个无证书部分盲签名方案的密码学分析*

对两个无证书部分盲签名方案进行了分析,指出这两个方案都是不安全的。对于第一个方案,类型Ⅱ敌手即恶意私钥生成中心KGC可以利用在系统参数生成阶段生成的含有陷门信息的系统参数计算出目标用户的密钥,从而冒充该用户伪造签名;对于第二个方案,类型Ⅰ敌手通过替换用户的公钥伪造该用户的签名。     

一个无证书的环代理签名方案

无证书公钥密码体制既简化了传统公钥密码体制负担过重的密钥管理问题,又消除了基于身份的公钥密码体制所固有的密钥托管缺陷.基于无证书公钥密码体制提出一个高效的环代理签名方案,其成员私钥不再由密钥生成中心KGC单独产生,而由KGC和用户合作生成.安全性和有效性分析比较,该方案既具有环签名的无条件匿名性,原始签名人能匿名授权代理权限,又满足强代理签名的所有安全特性,能够有效抵制KGC的强伪造攻击;其环代理授权过程,不需要双线性对运算且标量乘运算代价较现有最优方案减少了一半,其效率具有明显优势,适用于需要匿名性且带宽受限的场合.     

高效的可撤销SM9标识签名算法

SM9-IBS是我国在2016年公布的一种标识签名算法行业标准。标识签名算法虽然降低了系统管理用户公钥的复杂性,但是却存在密钥撤销的难题,此外SM9的特殊结构使得已有技术无法完全适用。为此,提出了一种可撤销SM9标识签名算法,可快速实现对用户签名权限的撤销和更新操作。该算法引入一棵完全子树,密钥中心借助该树为每个合法用户生成临时签名密钥,只有使用该密钥生成的签名才可以通过签名验证。在安全性方面,该算法在随机预言机模型中被证明在适应性选择消息和标识攻击模型下满足存在性不可伪造;在效率方面,该方案在密钥更新阶段当系统用户数量较大、被撤销用户数量较少时,密钥中心更新用户签名密钥的时间开销远小于Boneh等人的更新技术。     

用随机汉字为助记词生成比特币私钥种子算法

比特币并不存在于钱包中,其金额以UTXO的形式被记录在区块链网络中。每一次交易所消费的比特币,都来源于上次交易的UTXO。一个比特币钱包中含有大量的私钥/公钥对,而所有用户都有一个包含多个密钥的钱包。用户通过钱包中的密钥签名交易,通过用户的公钥,证明上一个UTXO属于自己,用户必须通过私钥才能花费一个UTXO,未花费的零钱必须转入另一个比特币地址。在该笔交易未确认之前,该私钥/公钥对是不能够被重复使用的。一个比特币用户需要大量的私钥/公钥对,以满足交易和安全需要。本文设计一种算法,使用“汉字”作为助记符。该助记符由12到24个汉字组成。只要记住这些汉字,一旦钱包丢失或者被损坏,就可以利用这些汉字生成seed,再由seed恢复所有的密钥。     

一种新的基于证书的盲签名方案

传统公钥密码系统需要用证书验证用户的身份,存在复杂的证书管理问题,身份公钥密码系统签名密钥是由第三方生成,存在密钥托管问题。基于证书密码系统,结合双线性对和盲签名技术,提出一个新的基于证书的盲签名方案,新方案中签名者的签名密钥是由证书和签名者任意选择的私钥构成,解决了密钥托管问题,证书是签名密钥的一部分,在验证签名有效性的同时也验证了证书的有效性,解决了复杂的证书管理问题。分析结果表明,该方案是正确的。     

基于身份和多线性映射的代理环签名方案

提出一种基于多线性映射的代理环签名方案。该方案能防止原始签名者冒充代理签名者对消息进行签名,通过引入多个密钥生成中心防止其中任何一个对消息进行签名。签名者的签名私钥由多个密钥生成中心共同决定。性能分析结果验证了该方案的可行性和安全性。     

无证书的代理门限签名方案

无证书的代理签名方案可以很好地解决传统代理签名方案中密钥托管问题,用户的私钥不再由安全中心完全生成,它是由部分私钥和用户选择的私钥两部分所构成,增强了安全性。门限签名方案,签名的生成不需要所有成员的参与只要部分成员参与就可形成有效的签名,将这两种签名方式结合,即实现了无证书代理签名方案的高效、安全的特性,也可以允许部分代理签名者脱机的状态下仍然可以生成有效的签名。     

格上基于身份的代理签名方案

为抵抗量子计算攻击,降低代理签名中用户私钥泄露的风险,构造了一个格上基于身份的代理签名方案.方案的设计基于安全高效的GPV签名框架,结合用户身份信息生成验证公钥,使用格基委派技术生成用户签名私钥,并使用盆景树代理委托算法提升签名效率.方案的安全性可规约至格上最小整数解问题,满足基于身份代理签名的安全属性,且在随机谕言和量子随机谕言下均具有存在性不可伪造性.     

ad hoc网络具有撤销机制的密钥管理方案

分析了现有ad hoc网络基于身份的密钥管理方案,针对用户密钥泄漏,异常等情况,提出了一种具有密钥撤销机制的密钥管理方案,并在此基础上给出了用户签名方案。在文本中,用户可以通过注销泄漏密钥,防止攻击者用窃取的密钥伪造用户签名,即使攻击者成功伪造了用户签名,用户还可以通过系统签名注销消息来证明伪造的签名无效。方案在门限密码学的基础上以完全分布化方式建立系统密钥,具有良好的容错性,能抵御网络的主动和被动攻击。和以往的方案相比具有更高的安全性。     

理想格上基于身份的环签名方案

现有的签名方案大多是基于双线性对,但在量子计算环境下此类方案被证明是不安全的。格具有运算简单、困难问题难以破解等特点,为了抵抗量子攻击,基于格中标准的小整数解（SIS）困难假设,利用Ducas等提出的理想格技术(DUCAS L,MICCIANCIO D. Improved short lattice signatures in the standard model. Proceedings of the 34th Annual Cryptology Conference on Advances in Cryptology. Berlin:Springer,2014:335-352),构造了一种能够在标准模型下给出安全性证明的基于身份的环签名方案。该方案主要分为4个步骤：主密钥生成算法、签名私钥生成算法、签名算法和验证算法。输出的签名为单个向量。相比同类型格上的签名方案,在一定程度上缩减了公钥、签名私钥及签名的长度,提高了运算效率,适用于轻量级认证,算法的安全性也间接保证了电子商务和云计算等领域的安全性。     

无双线性对的基于身份多代理签名方案

现有基于身份的多代理签名方案采用计算量大的双线性对运算,总体计算开销较高。基于椭圆曲线上的加法循环群,提出一种不使用对运算的基于身份多代理签名方案,其中,用户私钥产生、代理签名授权和多代理签名算法均来源于Schnorr的短签名机制。在随机预言模型下,新方案的不可伪造性被规约为多项式时间敌手求解离散对数问题,具有可证明安全性。对比分析表明,新方案计算开销更低。