对两类新型聚合签名方案的攻击及原因分析

通过对新近提出的一个无证书聚合签名方案和一个基于证书聚合签名方案进行安全性分析,发现这两类签名方案并不安全,均能够受到KGC攻击。此外,该无证书聚合签名方案还能受到替换公钥攻击。在这些攻击中,攻击者可以对任意选择消息成功伪造签名。最后,分析了存在这些攻击的根本原因,对于这两类聚合签名方案的构造具有借鉴意义。     

聚合签名方案的安全性分析与改进

聚合签名可以降低签名的验证开销和签名的长度。分析三个无证书聚合签名方案的安全性,指出它们不能抵抗无证书公钥密码系统的一般用户公钥替换攻击和恶意密钥生成中心KGC伪造攻击。其中,Chen方案和喻方案既不能抵抗公钥替换攻击,也不能抵抗KGC被动攻击;张方案不能抵抗KGC主动攻击。通过具体的攻击算法和原因分析,证明该类方案不安全。对张方案进行改进,改进的方案增强了原方案的安全性。     

两类新的基于证书签名方案的安全性分析

通过对翟正元等人新近提出的基于证书的代理盲签名方案进行了分析,发现该签名方案并不安全,至少能够受到两种替换公钥攻击.攻击者通过替换原始签名的公钥或者替换代理签名者的公钥都能够做到对任意选择的消息成功伪造签名.另外,对陈建能等人给出的基于证书聚合签名进行了安全性分析,指出该签名方案同样能够受到替换公钥攻击.所给出这些的攻击方法对于基于证书签名的构造具有借鉴意义.     

无需随机预言的无证书聚合签名方案

现有的聚合签名方案大多数是在传统公钥密码体制或者基于身份的密码体制提出的,都存在证书的管理问题和密钥托管问题。最近Gong等人提出聚合签名是在无证书密码体制下的。然而,他们的方案是在随机预言模型下可证安全的。在无证书公钥密码体制的基础上提出了一个无需随机预言模型下的聚合签名方案。新方案不但具有不需要数字证书同时也不存在密钥托管问题的特点,并且还满足无证书聚合签名安全需求。此外与现存的无证书聚合签名方案相比,新方案在性能上具有明显的改进。     

VANET中隐私保护的无证书聚合签名方案

车载自组织网络(VANET)普遍存在通信数据易被攻击和计算效率低等问题。为此,以无证书公钥密码体制和聚合签名为基础,提出一种隐私保护的无证书聚合签名方案。签名方案在随机预言模型下抵抗2种不同类型的敌手攻击,以在适应性选择消息攻击下证明通信消息的不可伪造性,车辆节点根据可信机构生成的伪身份进行通信来实现用户通信的可追踪性和匿名性,并在双线性对运算的基础上通过聚合签名支持多个消息的聚合验证。仿真结果表明,与同类无证书聚合签名方案相比,该方案在车流量较大路段具有较高的通信效率,可实现城市道路VANET通信过程中的车辆用户隐私信息保护。     

无证书代理签名方案的密码学分析及改进

对无证书代理签名方案进行安全性分析,指出该方案对于公钥替换攻击是不安全的,并给出具体的攻击方法.在这种攻击下,对任意指定的原始签名者和代理签名者,敌手总可以通过替换原始签名者和代理签名者的公钥伪造任意消息的代理签名.为防御该种公钥替换攻击,提出利用单向性的散列函数将公钥与其他信息进行绑定的改进措施.     

车联网中具有强隐私保护的无证书签名方案

针对车联网（IoV）通信安全难以保证和车辆私钥频繁更新导致的开销大的问题,首先,证明了现有的无证书聚合签名方案无法同时抵抗公钥替换攻击和恶意密钥生成中心（KGC）攻击;其次,提出了一种适用于IoV且具有强隐私保护的无证书聚合签名方案。所提方案通过引入假名身份来实现车辆的身份隐藏,同时实现可信中心对可疑车辆的事后追查。此外,在所提方案中,车辆的假名身份和公钥可随着区域的变化而动态更新,这样既可以保证车辆的轨迹不被泄露又可以有效避免私钥频繁更新带来的通信和存储开销。在随机预言模型下,在基于椭圆曲线离散对数（ECDL）问题的假设下,证明了所提方案具有认证性和完整性,且满足匿名性、可追踪性和强隐私保护性。所提方案还采用聚合签名技术实现车辆签名的聚合验证,从而降低了验证签名时的计算开销。性能分析表明,当聚合签名所包含的签名数量为100时,与同类型方案相比,所提方案传输聚合签名的通信开销至少减少了约21.4%。     

基于哈希函数的无证书聚合签名方案研究

通过对HZD方案进行安全分析,该方案不能抵抗TypeⅡ攻击者A2的伪造攻击.针对此类问题,提出一种改进方案.该方案在签名过程中增加一个哈希函数,加强在聚合签名验证中对主密钥和公钥的约束.安全分析表明,在计算CDHP困难和随机谕言模型的假设下,该方案在适应性选择消息攻击下具有不可伪造性.效率分析表明,该方案在签名与验证过程中,签名的长度是固定的,与同类安全的无证书聚合签名方案相比效率较高.     

一种不含双线性对的可截取签名方案

现有可截取签名方案需要计算双线性对,计算效率较低。针对该问题,基于无证书思想,提出一个不含双线性对的可截取签名方案。采用绑定技术,通过哈希函数将用户公钥绑定在部分私钥的生成算法及签名算法中,以降低公钥替换攻击的可能性。在随机预言机模型下证明方案效率较高,签名是不可伪造的。     

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。     

一种新的无证书的代理环签名方案

在不失基于身份的公钥体制密钥管理简单的前提下,无证书公钥密码体制克服了其所固有的密钥托管缺陷,简化了传统公钥体制负担过重的密钥管理问题。鉴于无证书密码体制的优点,结合代理签名和环签名的优点,提出了一种新的高效的无证书的代理环签名方案。该方案没有密钥的托管问题,也不需要管理证书,并且满足代理环签名方案所有的安全性要求。与现有方案相比,新方案的有效性显著提高。     

无证书的可验证环签名方案

将无证书的密码体制与可验证环签名相结合,提出一个无证书的可验证环签名方案。方案具有环签名的性质,在需要时,真实签名者还可向验证者证明自己的身份。方案基于无证书的密码体制,克服了基于身份的密码体制的密钥托管问题,避免基于证书密码体制的公钥存储和管理问题。     

无证书代理盲签名方案

将代理盲签名和无证书签名方案结合,充分利用二者的优势,提出一种无证书代理盲签名方案。使签名避免了基于证书密码系统的证书管理问题和基于身份的密钥托管问题。并对其安全性给予分析,分析结果表明,该方案同时具有代理盲签名的各项安全性质以及强不可伪造性。     

具有聚合性质的无证书代理重签名方案

现有的代理重签名大多是基于证书或身份的密码系统,存在证书管理和密钥托管等问题。为了克服已有代理重签名方案的安全性依赖强和计算开销大等缺陷,结合代理重签名和无证书公钥密码体制,设计了一种具有聚合性质的无证书代理重签名方案,可将任意长度集合上的签名或者重签名聚合成一个集合上的签名,有效减少了签名验证的计算代价和通信成本。分析结果表明,新方案具有较短的签名长度和重签名长度,并且在k MCDH假设下是存在性不可伪造的。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。