基于Shamir的动态强前向安全签名方案

目前基于Shamir的数字签名方案多数仍需可信中心参与子秘密（秘密份额）的分发,缺乏成员对群管理的反向监督,缺少强前向安全性。在这些问题的前提下,提出一种无可信中心参与、多个成员可定期更新私钥,同时解决了成员加入和退出问题的方案。该方案由产生签名、私钥更新、成员加入和退出三个部分构成,涉及的运算主要有拉格朗日插值计算,有较为良好的时间复杂度,实现了去可信中心化,并在保持公钥不变的情况下定期更新成员私钥,实现成员加入退出,进而保证消息的完整性及强前向安全性。     

可证安全的无证书群签名方案

提出一个安全有效的无证书群签名方案。该方案满足群签名的各种安全性要求,还允许用户动态地加入与离开且不需更新群公钥和其他群成员的签名私钥。群签名的长度不依赖于群成员的数目。它的安全性建立在计算Differ-Hellman问题的困难性之上。     

一种基于身份的高效短群签名方案

使用子群判定假设,利用以身份层次化为基础的群签名构造方法,提出一种基于身份的高效短群签名方案。在无需更新群公钥和其他群成员签名私钥的前提下,允许新成员的动态加入,群签名长度不依赖于群成员的数目,群管理员不能伪造其他成员的签名。实验结果表明,在遭受选择明文攻击时,该方案能满足匿名性、防伪造性、可追踪性和防陷害性等安全需求,并具有较高的运行效率和较短的签名长度。     

基于中国剩余定理的前向安全群签名

基于中国剩余定理提出了一个前向安全群签名方案,同时解决了成员撤销和密钥泄露问题。该方案在不改变其他有效成员的私钥和群公钥的长度的情况下,可以安全地增加或删除群成员,且每次增加和删除群成员只需简单的指数运算。同时对该方案进行了安全性分析,结果表明该方案具有前向安全性、可撤销性、不可伪造性、防陷害性、抗联合攻击等群签名方案所具有的安全性。     

一种改进的基于位置的攻击容忍WSN安全方案

基于身份的公钥体制(IBE)在无线传感网(WSN)中的安全应用越来越多,尤其是基于位置ID的攻击容忍安全方案研究已被广泛关注,但对WSN而言该方案主要面临两大问题:(1)基于双线性对的IBE计算耗费过大;(2)要求节点位置固定即不支持节点位置的移动。研究提出了一种面向WSN的轻量级IBE加密方案TinyCKE,利用ECC组合密钥实现基于ID的公钥加密机制,较基于双线性对的IBE更适用于计算资源受限的传感节点;基于TinyCKE设计改进了一种基于位置的攻击容忍安全方案,通过对节点位置范围标识及其ID私钥有效时间的统一管理,支持节点在允许范围内任意移动并支持基于ECC组合密钥的高效认证,且使恶意节点对私钥的攻击限定在一个更新周期内,具有对节点位置和私钥时间的攻击容忍性。     

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。     

具有强前向安全性的动态门限签名方案

传统密码体制的系统安全性建立在私钥安全的前提下,但是一旦私钥泄露系统将会存在较大的安全隐患。针对这一问题,提出了一种强前向安全的动态门限签名方案,方案基于中国剩余定理,无需可信中心,通过成员之间相互协作产生签名,有效地避免了因引入可信中心所导致的权威欺诈等问题。该方案定期更新成员私钥,解决了私钥泄露带来的安全隐患,同时该方案允许成员加入和退出。安全性分析表明,当前密钥泄露不会对已有签名和未来签名造成影响,因此方案具有前向和后向安全性,满足强前向安全性的要求。效率分析表明,与已有方案相比,该方案具有较高的执行效率。     

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。     

基于中国剩余定理的无可信中心可验证秘密共享研究

基于中国剩余定理提出一种无可信中心可验证门限签名秘密共享方案。该方案无需可信中心的参与,每个成员被视为分发者,通过相互交换秘密份额影子协同产生各自的秘密份额,从而避免可信中心的权威欺骗。成员利用自己的秘密份额产生部分签名,再由部分签名合成组签名,在签名过程中不直接利用或暴露组私钥,从而保证组私钥的可重用性。基于离散对数求解困难性,构造秘密份额影子验证式,从而识别成员之间的欺骗行为,有效防止成员之间的恶意欺诈。实验结果表明,与基于拉格朗日插值的秘密共享方案相比,该方案具有较高的计算效率。     

前向安全的基于身份代理签名方案

前向安全是数字签名方案的一个重要的方面.现在已经提出了许多前向安全的数字签名方案,但前向安全的代理签名方案到目前为止并不多.提出了一个前向安全的基于身份的代理签名方案,方案的安全参数与总的时间周期数量无关,可以在保证代理签名者私钥长度和公钥保持不变的条件下无限制的进行代理私钥更新.由于双线性配对的使用,方案具有短签名和短密钥的特点.最后给出了代理签名方案的安全性分析.     

一种新的标准模型下的门限签名方案

针对徐静提出的门限签名方案,构造了一种合谋攻击．通过在部分签名中添加签名成员私有密钥的方法,基于Waters签名方案和Gennaro的分布式密钥生成协议,设计了一种新的无可信中心的门限签名方案。该方案能有效抵抗合谋攻击和伪造签名攻击．最后,对新方案进行了安全性和有效性分析。     

基于身份的无可信中心的门限群签名方案

在一种改进的椭圆曲线数字签名算法的基础上,采用Shamir门限秘密共享方案和联合秘密共享技术设计了一种新的基于身份证书机制的无可信中心的（t,n）门限群签名方案,该方案由以下四个步骤组成：系统初始化阶段（确定系统参数）、密钥生成阶段（群公钥及分存秘密的生成）、部分签名的生成和验证阶段、群签名的生成和验证阶段。在这个新方案中由全体成员来共同决定群公钥和成员的私钥,无需可信中心的参与。这样每个成员只了解群公钥,没有掌握与其他成员的私钥有关的任何信息,从而有效地避免了成员私人密钥的泄漏,并且在整个方案的执行过程中都没有任何系统秘密信息的泄露。新方案具有以下优点：弱化了应用门限签名方案的前提条件,扩大了其应用范围;密钥管理简单,显著地减少了通信量和计算量,提高了系统效率,具有更好的适应性。详细分析了对该方案各种可能的攻击方式,包括在门限签名方案中常见的、非常有效的伪造攻击、合谋攻击等。分析表明所提出的方案是安全有效的。因此,该方案具有较强理论意义和较好的实际应用价值。     

适用于区块链电子投票场景的门限签名方案

针对传统的盲签名、群签名等签名算法适用于区块链异构网络时可能出现依赖可信中心、效率低等问题，提出了适用于区块链电子投票场景的门限签名方案。该方案基于Asmuth-Bloom秘密共享方案，无需可信中心。首先，由区块链节点通过相互协作产生签名，实现节点之间相互验证功能，提升节点可信度；其次，建立节点加入和退出机制，以适应区块链节点流动性大等特点；最后，定期更新节点私钥，以抵抗移动攻击，使其具有前向安全性。安全性分析表明，该方案的安全性基于离散对数难题，能够有效地抵御移动攻击，满足前向安全性；性能分析表明，与其他方案相比，该方案在签名生成和验证阶段的计算复杂度较低，计算量较小。结果表明，所提方案能够很好地适用于区块链电子投票场景。     

一个安全的动态门限签名体制

现有大多数门限签名体制存在一个共同的问题:门限值是固定的,这限制了它们的应用范围.基于离散对数计算问题的困难性提出了一个动态门限签名体制,有效地解决了上述问题.该体制允许在群体中共享多个组密钥,每个组密钥对应一个不同的门限值;可以根据文件的重要性而灵活地选取不同的门限值进行门限签名;每个签名者仅需保护一个签名密钥和一个秘密值;且不需要任何公共信息.分析表明,与已有体制相比,提出的体制能够抵御内部或外部攻击者的各种攻击,并可防止联合欺诈行为的发生,具有更好的安全性和实用性.     

一种动态群签名的密码学分析

最近,吴克力等人提出了一种基于双线性对的动态群签名方案[1],该方案具有在增加和删除群成员时,不改变群公钥和群成员的签名私钥的优点。王占君等人对其进行安全性分析[2]后认为,该方案存在非成员伪造群成员证书及陷害攻击的缺陷。分析说明王占君等人的分析并不成立,同时指出原方案存在计算上的缺陷,并给出一种陷害攻击和群成员间的联合攻击。证明原方案是不安全的。     

高效抗单点失效的区块链钱包保护方案

利用区块链钱包保存的私钥对交易进行签名是区块链上交易的唯一途径,钱包中存储的私钥一旦丢失或泄露将造成无法挽回的损失.目前主流的钱包管理方案都将钱包集中存储在单个位置或者依赖可信第三方的参与,无法抵抗单点失效.针对区块链的钱包安全问题,提出一个基于无可信中心门限椭圆曲线数字签名的区块链钱包保护方案.该方案在无可信中心参与的情况下由参与者合作生成公私钥和各自的私钥碎片,超过门限阈值的参与者合作才能对交易进行有效签名,可有效抵抗单点攻击,保障钱包安全.经过安全性分析,该方案满足抗伪造性、匿名性、鲁棒性、不可追溯性和不可撤销性.通过效率分析,该方案完成签名仅需常数轮,可在增加较少签名时间的情况下保障区块链钱包安全.     

一种门限代理签名方案的分析与改进

通过对Xu-zhang-feng的基于身份的门限代理签名方案分析,发现该方案不能抵抗原始签名人的改变攻击,同时该方案也不能抵御合谋攻击,任意不少于t个代理人都可以合谋获得其他n-t个代理人的私钥从而伪造他们的签名。在此基础上提出了改进的基于身份的门限代理方案,克服了原方案的缺陷。