理想格上基于身份的代理签名

由于信息化地快速发展,代理签名在电子认证方面越来越重要,现有的代理签名技术大多是基于双线性对,但其在量子攻击下不安全,所以出现了一系列基于格上的代理签名方案,而这类方案中一个明显的问题是密钥和签名的尺寸过大。新方案利用理想格上的特殊结构和格上的陷门生成算法、原像取样算法、陷门委托算法,提出拥有相对较短的密钥和签名的代理签名方案。该方案证明了授权方式的不可伪造性,基于环上的SIS(Small Integer Solution)问题的困难性证明了在选择身份和固定选择消息攻击下强不可伪造性。与现有的方案相比,该方案的授权方式更简单,并且密钥和签名大小相对变小,从而提高了运行效率。     

一种格上基于身份的环签名方案

基于身份的环签名是基于身份密码学和环签名的结合,具有较高的实际应用价值.现有的基于身份的环签名方案大多基于双线性对问题.然而,双线对问题在量子环境下是不安全的.为了设计量子环境下安全的基于身份的环签名方案,本文基于格困难假设,提出一种标准模型下基于身份的格上环签名方案.该方案的安全性基于格中标准的小整数解(SIS)困难假设.与其他标准模型下基于身份的格上环签名方案相比,该签名方案的计算效率进一步提高.     

格上基于身份的群签名方案

现有的格上群签名方案,虽然能够有效抵抗量子计算的攻击,但是难以避免用户公钥证书复杂的管理问题.基于格基委派、拒绝采样等技术,将基于身份的加密体制与格上群签名相结合,构造了随机预言模型下的格上基于身份的群签名.首先通过陷门生成算法生成系统主密钥;然后通过格基委派技术提取用户身份信息并获取用户密钥;最后在签名阶段不使用零知识证明,而是采用了拒绝采样算法生成签名,并使用LPR加密算法保证群管理员能够通过追溯密钥打开群签名.安全性分析表明,该方案满足完全匿名性、不可伪造性和完全可追溯性,且能够规约到RSIS和RLWE困难假设.与现有的格上群签名相比,该方案实现了基于身份的功能,并且在存储开销方面具有一定的优势,其中密钥开销减小了约79.6%,签名开销减小了约39.9%.     

一种新的格上基于身份的可链接环签名方案

本文构建了一种新的格上基于身份的可链接环签名方案(identity-based linkable ring signature scheme on lattices, L＿IBLRS),基于身份的可链接环签名是基于身份的环签名中加入链接属性得到的签名方案.现有的可链接环签名方案的链接性是通过判断链接标签是否相等而得到两个合法签名是否具有链接性.而本文构建的基于身份的可链接环签名方案的链接性判断与此不同,是通过判断两个集合中相同元素的个数是否达到一定数量作为判断条件.文中方案的签名算法构造中利用环成员的公钥与真实签名者的私钥作为Hash函数输入而得到的输出代替其它方案中选择的服从于离散高斯分布的向量.由于签名输出中包含公钥与真实签名者的私钥作为Hash函数输入而得到的输出作为判断链接性的重要条件,这使得文中构建的基于身份的可链接环签名方案不是无条件匿名的,在获得环中所有成员私钥的情况下,就可以在签名输出中确定环成员中真实签名者的身份.此外,文中给出了L＿IBLRS安全模型的形式化定义,在随机谕言模型下将不可伪造性归约到小整数解问题并利用统计距离定义及其性质给出匿名性的证明.     

理想格上基于身份的代理重签名方案

代理重签名作为密钥管理的一个重要工具,它不仅能够简化密钥管理、简化证书管理,还能够提供路径证明等功能。目前,针对基于大整数分解与离散对数的困难问题,在量子环境下代理重签名方案的不安全性,有人提出了一种能够抵抗量子攻击的代理重签名。利用理想格,以及基于理想格上的小整数解的困难性,构造了理想格上基于身份的代理重签名方案,该方案与其他的具有相同性质的基于身份的代理重签名方案相比,具有较短的签名和公钥、运算复杂度降低的优点。     

NTRU格上基于身份的环签名方案

针对格基环签名方案的陷门基尺寸过大以及环成员的公钥需要数字证书认证的问题,提出一种NTRU(Number Theory Research Unit)格上的身份基环签名方案（NTRU-IBRS）。首先,使用NTRU格上的陷门生成算法生成系统的主公私钥对;然后,将主私钥作为陷门信息并对单向函数进行求逆运算以得到环成员的私钥;最后,基于小整数解（SIS）问题使用拒绝抽样技术生成环签名。安全性分析表明,NTRU-IBRS在随机预言机模型下具有匿名性以及适应性选择消息和身份攻击下的存在不可伪造性。性能分析与实验仿真表明,与理想格上的环签名方案和NTRU格上的身份基可链接环签名方案相比,在存储开销方面,NTRU-IBRS的系统私钥长度下降了0～99.6%,签名私钥长度的下降了50.0%～98.4%;在时间开销方面,NTRU-IBRS的总时间开销减少了15.3%～21.8%。将NTRU-IBRS应用于动态车联网（IoV）场景中,模拟结果表明NTRU-IBRS在车辆交互期间能够同时保证隐私安全和提高通信效率。     

格上基于身份的可链接环签名方案

为了抵抗量子算法的攻击和应对恶意签名者利用环签名技术的完全匿名性输出多个签名从而进行双重开销攻击这一缺陷,同时为了解决不必要的系统开销浪费问题,提出了一种新的格上基于身份的可链接环签名方案。该方案以格上近似最短向量问题为安全基础,将该问题的求解规约于碰撞问题的求解,利用矩阵向量间的线性运算生成签名,同时结合了基于身份的密码技术。解决了系统开销浪费问题,不涉及陷门生成和高斯采样等复杂算法,提高了签名效率,降低了存储开销,并在随机预言模型下验证了方案满足完全匿名性和强存在不可伪造性。经分析,该方案是一个安全高效的环签名方案。     

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.     

标准模型下格上基于身份的盲签名方案

随机预言模型下的盲签名方案都依赖于随机预言假设,即使方案被证明安全,在实际应用时未必安全。构造了一个标准模型下格上基于身份的盲签名方案。该方案中引入一个短格基派生算法,根据用户的身份产生对应的私钥,并利用Gentry等人提出的原像抽样陷门单向函数产生消息的签名。在标准模型下依据Juels和Pointcheval等人提出的安全模型,基于小整数解问题(small integer solutions,SIS)的困难性,证明了该方案满足one-more不可伪造性。分析表明,与同类方案相比,该方案密钥长度和签名长度有所减小,效率更高。     

格上高效的环签名方案

为了解决传统格上环签名方案中验证密钥过大,且其密钥大小随环成员数量成线性变化的问题.利用理想格的代数结构和MP12陷门派生技术,构造了一种格上高效的环签名方案.在该方案中,签名是由单个格向量构成,环签名的签名秘钥相对较小,且其验证密钥大小接近一个小常数.在签名运算过程中降低了运算复杂度,并在标准模型下证明方案具有匿名性和不可伪造性.     

一种理想格上高效盲签名方案

为了更好地保护用户隐私安全,使签名具有抗量子性,使用拒绝抽样定理以及高低顺序位关系提出了一种理想格上安全高效的盲签名方案。该方案不需要复杂的陷门函数,通过简单的计算即可实现盲签名功能。通过分析可知,该方案安全性规约于格上ISISn,m,q,η（s）困难问题,具有盲性以及one-more（OM）不可伪造性,且公私钥短,签名长度仅为llodq,具有安全高效的优势。     

签名长度固定的基于身份门限环签名方案

在门限环签名中,任意n个成员组中的t个可以代表整个成员组产生(t,n)门限环签名,而对实际的签名者却具有匿名性。为了设计签名长度是常量的门限环签名方案,通过使用双线性对技术,提出了一种无需随机预言机的基于身份的门限环签名方案。最后,通过对方案的安全性进行分析,指出方案满足无条件匿名性以及在Diffie-Hellman 逆(DHI)困难问题的假设下满足选择消息和身份攻击下的存在不可伪造性。     

基于小整数解问题上的格签名方案及其应用

在随机预言模型下,基于小整数解(SIS)困难问题,提出了一种格签名方案,说明了格签名方案的参数选取规则。文中选取不同参数生成的签名密钥长度进行对比;然后论证该签名的安全性和有效性;最后,为了解决认证方案中对多方认证的公平性、同时性和可靠性问题,将签名方案与保密通信中的密钥分发和托管结合起来,基于数学上矩阵分解理论的奇异值分解(SVD)算法,提出一种新的授权与认证方案。     

有效的基于身份的代理环签名方案*

以往的代理环签名有一个共同的缺陷,即签名生成和验证时需要太多的对运算,而大大影响了效率,给出了一个有效的基于身份的代理环签名。该方案在签名生成时不需要对运算,在签名验证时无论用户有多少,仅需两个对运算,因此比以往的方案更有效。由于其具有代理签名和环签名两者的优点,在代理签名者想代表原始签名者签名,同时需要提供匿名性时是非常有用的。     

用基于身份的环签密构造的并发签名方案

基于身份的环签密算法兼具基于身份的密码体制与签密技术高效性的优点,同时具备环签名的模糊性。针对罗铭等提出的基于签密的公平交换协议(罗铭,邹春华,胡军,等. 基于签密的公平交易协议. 通信学报,2010,31(8A)：146-150)中公平性水平与算法效率不高的问题,新方案引入了一个更加高效的基于身份的环签密算法,并将绑定签名身份与解密密文分开处理,构造了一种新的并发签名方案,并基于该方案构造了一个公平交换协议。分析表明,该方案克服了原方案公平性的不足,并在算法效率上有所提高,能很好地应用在电子支付、合同签署等电子商务活动中。     

无双线性配对的无证书代理环签名方案

针对现有的代理环签名方案都是基于双线性对运算或指数运算且计算效率不高的问题, 提出了一种无双线性对运算和指数运算的无证书代理环签名方案。该方案只需进行简单的椭圆曲线上的乘法运算, 并基于计算Diffie-Hellman假设和离散对数困难问题证明了其安全性。通过对方案的复杂性分析, 只需要进行2n+1次的乘法运算（n表示环成员的个数）, 证明系统是己知最有效的无证书代理环签名方案。     

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。