三类无证书签名方案的缺陷及改进

对最近提出的2个在随机预言模型中可证安全的无证书签名方案和1个在标准模型中可证安全的无证书签名方案进行安全性分析,指出这3个方案不能抵抗替换公钥攻击的安全隐患,在这种攻击下攻击者能够生成新的公钥满足合法签名者生成的合法签名。给出改进措施,有效克服原方案中的设计缺陷。     

对两类无证书签名方案的密码学分析

对Xu等提出的无证书签名方案和Fan的无证书代理签名方案进行了安全性分析,指出Xu的签名方案是可以普遍伪造的。而Fan的代理签名方案中,原始签名人在授权过程中泄露了自己的私钥,且该代理签名不能抵抗公钥替换攻击,即任何人（没有代理私钥）只要替换了原始签名人和代理签名人的公钥就可以伪造代理签名人的代理签名。     

两种无证书代理签名的密码学分析及改进

为了降低计算开销,许春根提出一种无对运算的无证书代理签名方案;张俊茸提出一种无证书代理环签名方案,融合了无证书密码体制、代理签名和环签名的优点。分析指出,许春根方案的代理密钥产生算法存在严重缺陷,致使代理人无法进行有效签名;张俊茸方案存在原始签名人密钥泄露及仿冒授权攻击、公钥替换攻击和匿名性缺陷。针对上述问题,提出了改进方案,弥补了已有方案的安全缺陷,且计算性能较优。     

对一个高效无证书签名方案的安全性分析

对张玉磊等提出的高效无证书签名方案和该方案的安全性证明进行分析,证明该方案在公钥替换攻击下是不安全的,指出它的安全性证明存在严重缺陷。利用公钥替换攻击,敌手可以伪造任何用户对任意消息的签名,给出了详细的攻击方法。安全性证明的缺陷是,在利用Rafael和Ricardo分叉技术证明无证书签名方案在公钥替换攻击下安全性时,要求敌手知道所替换公钥对应的私钥。指出这种安全性证明缺陷在其他文献中也存在,分析了这种缺陷产生的原因,提出了改进措施。     

对标准模型下无证书签名方案的安全性分析

通过对一个标准模型下可证安全的无证书签名方案进行分析,指出该方案是不安全的。分析了一种针对该方案的公钥替换攻击和改进方案,说明该公钥替换攻击是一种平凡的伪造攻击,指出了这个改进方案也是不安全的。提出了一种新的密钥生成中心KGC攻击,即通用恶意KGC攻击,在这种攻击下,这两个无证书签名方案的KGC总是能够在系统参数生成阶段生成包含陷门信息的系统参数,利用这些参数,KGC不需要计算出用户的私钥就可以冒充任意系统用户对任意消息进行伪造签名。给出了攻击方法,并针对这种通用恶意KGC攻击提出了新的改进方案,使其能够抵抗这种攻击。     

两个高效无证书签名方案的安全性分析

对两个高效的无证书签名方案进行了安全性分析,证明了这两个方案都是不安全的。对于第一个方案,类型Ⅰ敌手可以利用公钥替换伪造任何用户对任意消息的签名。对于第二个方案,它不仅在类型I敌手攻击下不安全,而且在类型Ⅱ敌手攻击下也不安全。类型Ⅱ敌手即恶意KGC可在系统参数生成阶段利用预选目标用户的身份生成含有陷门信息的系统参数,然后计算该目标用户的私钥并伪造对任意消息的签名。     

一类无证书签名方案的密码学分析与启示

无证书签名方案简化了传统公钥基础设施(PKI)对公钥证书的需求,必须考虑公钥替换攻击。通过对明-王方案、Li-Cheng-Sun方案、 曹-Paterson-寇方案的分析,指出三个方案使用公钥对代替用户单一公钥的方法不能抵抗公钥替换攻击。采用“绑定”技术对该类方案进行改进,改进后的方案满足Rafael-Ricardo关于无证书的一般模式,可以抵抗公钥替换攻击。最后指出设计无证书签名方案时,不能直接套用基于身份的签名方案,必须注意无证书签名方案的环境要求。     

两个高效无证书签名方案的替换公钥攻击

对新近提出的两个高效无证书签名方案进行安全性分析,指出这两个签名方案都能受到替换公钥攻击。任意攻击者都可以通过替换签名人的公钥从而达到对任意选择的消息成功伪造签名,分析这两个签名方案能受到替换公钥攻击的根本原因。最后通过这两个攻击总结分析了无证书签名方案设计过程需要注意的要点,这对无证书签名方案的设计具有借鉴意义。     

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.     

公钥不可替换无证书签名方案

基于Al-Riyami框架的无证书签名(CLS)的安全性以密钥分发中心(KGC)不能实施公钥替换攻击为前提,存在能被KGC实施公钥替换攻击这一缺陷。给出公钥不可替换攻击无证书签名体制的定义,提出通过对用户的公钥签名来抵抗任何敌手(包括KGC)实施的公钥替换攻击,以将无证书签名的安全性提升到一个新的级别。基于Al-Riyami的方案给出了新方案的构造实例,基于随机预言机模型证明了公钥签名算法的安全性。该方案构造的对公钥的签名方法适用于所有基于Al-Riyami框架的双线性对无证书签名方案。     

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。     

一个无证书签名方案的分析与改进

对郭玲玲等(郭玲玲, 林昌露, 张胜元. 针对一类无证书签名方案的攻击及改进. 计算机工程, 2012, 38(16): 134-137,141)提出的无证书签名方案进行安全性分析,结果表明方案不能抵抗公钥替换攻击。为此,提出了一种改进方案。在随机预言机模型下证明了改进方案对自适应选择消息和身份攻击是存在性不可伪造的,其安全性可归约为计算Diffie-Hellman问题。与其他基于双线性对的无证书签名方案相比,改进方案具有较高的运算效率。     

一个无证书代理签名方案的安全性分析及改进

通过对樊睿等人提出的无证书代理签名方案进行分析,指出了该方案是不安全的。同时该方案的代理密钥生成算法由于代理签名人能够得到原始签名人的私钥,存在严重的安全缺陷,并指出同样的安全缺陷也存在于另外几个的代理签名方案中。最后,对该签名方案进行了全面改进,改进后方案的安全性是基于计算Diffie-Hellman问题。     

无证书签名方案的分析及改进

对一个无证书签名方案进行安全性分析,指出该方案不能抵抗公钥替换攻击和恶意的KGC攻击,即攻击者可以通过替换签名者的公钥来伪造任意消息的签名,恶意的KGC(Key Generation Center)可以获取用户的私钥。分析结果显示该方案不能满足无证书签名方案的安全性要求,同时为了应对这两种攻击,提出了改进的方案。     

对两种无需证书的数字签名方案的分析及改进

指出樊睿等人的基于无证书的代理签名方案和明洋等人的基于无证书的广义指定验证者签名方案都无法抵抗替换公钥攻击,同时樊睿等人的方案也无法抵抗原始签名人改变攻击,攻击者可以伪造一个他授权代理签名人对相同消息的代理签名,此外,还指出明洋等人在安全性证明中将重放技术直接应用在无证书环境中是不正确的。通过将代理授权证书和用户的公钥作为密码哈希函数的输入,使攻击者无法替换用户的公钥及更改代理授权证书,改进方案有效提高了原方案的安全性,同时保留了原方案的其他优点。     

一个改进的无证书代理签名方案

分析了刘晓红和张建中提出的一个无证书代理签名方案,发现其不能抵抗恶意KGC攻击、原始签名人A（代理签名人B）和KGC的合谋攻击。针对这些安全问题,提出了一种改进方案,分析表明：改进方案能克服以上的安全性问题。