基于双线性对的前向安全无证书签名技术研究

针对无证书签名的密钥泄露问题,基于前向安全数字签名和无证书签名,提出一种新的前向安全无证书签名方案。该方案通过定期更新用户秘密值,来保证方案的前向安全性,同时保留了由KGC生成用户公钥并公开的特点,来抵抗不诚实KGC下的公钥替换攻击。安全性分析表明,提出的新技术具有前向安全性,可判别KGC的不诚实性行为,抵抗不诚实KGC下的公钥替换攻击,并在随机预言机模型下可抵抗适应性选择消息攻击下的存在性伪造。     

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。     

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。     

基于身份的无证书签名算法的分析与改进

对徐邢启等人提出的基于身份的无证书高效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和恶意KGC攻击。为此,提出一种改进方案。在改进方案的签名验证阶段增加了对用户公钥的合法性验证,有效抵抗了公钥替换攻击;利用用户的身份信息和公钥共同生成部分私钥,有效抵抗了恶意KGC攻击。     

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。     

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。     

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KG...     

一个无证书代理签名方案的安全性分析

无证书公钥密码体制消除了公钥基础设施中的证书,同时解决了基于身份的公钥密码体制中的密钥托管问题.最近,樊睿等人在一个无证书签名方案的基础上提出了一个无证书代理签名方案,并声称该方案满足无证书代理签名方案的所有安全性质.可是,通过对该无证书代理签名方案进行分析,证明了该方案对于无证书密码体制中两种类型的攻击即公钥替换攻击和恶意KGC(Key Generating Centre)攻击都是不安全的.给出了攻击方法,分析了其中的原因并提出了相应的防止措施.     

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.     

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。     

Cryptanalysis and improvement of a certificateless encryption scheme in the standard model

Certificateless public key cryptography eliminates inherent key escrow problem in identity-based cryptography, and does not yet requires certificates as in the traditional public key infrastructure. In this paper, we give crypt-analysis to Hwang et al.’s certificateless encryption scheme which is the first concrete certificateless encryption scheme that can be proved to be secure against “malicious-but-passive” key generation center (KGC) attack in the standard model. Their scheme is proved to be insecure even in a weaker security model called “honest-but-curious” KGC attack model. We then propose an improved scheme which is really secure against “malicious-but-passive” KGC attack in the standard model.     

一种无证书签名方案的安全性分析及其改进

现在许多无证书签名方案过度依赖于密钥生成中心（KGC）的诚实性,所以当KGC失去诚信的时候这些方案也就失去了安全保证。通过对梁红梅等人（梁红梅,黄振杰.高效无证书签名方案的安全性分析与改进.计算机应用,2010,30(3):685-687）提出的无证书签名方案进行安全性分析,指出其方案不可抵抗消极不诚实KGC下的公钥替换攻击和积极不诚实的KGC攻击。针对该问题,采用由KGC生成用户公钥并公开的方法,对原方案进行了改进。安全性分析表明,改进后的方案可抵抗消极不诚实KGC下的公钥替换攻击,判别KGC的积极不诚实性行为和在随机预言机模型下可抵抗适应性选择消息攻击下的存在性伪造。     

可公开验证的高效无证书签密方案

根据安全无证书签密模型,提出一种基于双线性对的可公开验证的高效无证书签密方案。该方案由密钥生成中心(KGC)、签密方、解签密方和验证方组成,使用盲化技术以及用户公钥和秘密值先于KGC部分私钥生成的方法提高密码系统的信任等级,在公开验证时只需将明文和密文提交给验证方。分析结果表明,该方案具有安全保密性、不可伪造性、不可否认性,并且计算量较小、易于实现。     

对一种无证书代理签名方案的分析与改进

分析了一种无证书代理签名方案,指出其针对于无证书密码系统中的两类敌手都不安全。类型I敌手可替换用户的公钥来伪造代理授权和代理签名;类型II敌手(KGC)可针对预先选择好的用户生成特殊的系统参数,然后伪造代理授权。为了克服这些安全问题,提出了一种改进的方案,分析表明,新方案具有更好的安全性。     

一种无证书代理签名的改进方案

证明La Rongbo等人的代理签名方案（Proc．of the 8th ACIS International Conference on SoRwam Engineering,Artificial Intelligence,Networking and Parallel／Distributed Computing,2007）不能抵抗替换公钥攻击和恶意但被动的密钥生成中心（KGC）攻击,普通攻击者可通过替换公钥伪造出有效的代理签名,KGC通过恶意但被动的KGC攻击可获得用户的私钥,从而能任意伪造出有效的代理签名。针对替换公钥攻击和KGC攻击,提出一个改进方案,新方案满足代理签名的安全性要求,能有效抵抗替换公钥攻击和恶意但被动的KGC攻击。     

Certificateless signcryption scheme in the standard model

Certificateless public key signcryption scheme is an important cryptographic primitive in cryptography. Barbosa and Farshim proposed a certificateless signcryption scheme. However, their construction is proven to be secure in the random oracle model but not the standard model, and the scheme is also vunlerable to the malicious-but-passive key generation center (KGC) attacks. To overcome these disadvantages, we introduce a formal security model for certificateless signcryption schemes secure against the malicious-but-passive KGC attacks and propose a novel certificateless signcryption scheme. The proposed certificateless signcryption scheme is proven to be IND-CCA2 secure under the decisional Bilinear Diffie-Hellman intractability assumption without using the random oracles. The proposed scheme is also proven to be existentially unforgeable under the computational Diffie-Hellman intractability assumptions. Furthermore, performance analysis shows that the proposed scheme is efficient and practical.