基于雙線性對(duì)的簽密和密鑰協(xié)商方案研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)己經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，這一方面給人類活動(dòng)帶來了巨大的便利和好處，另一方面也帶來了前所未有的威脅。由于信息的存儲(chǔ)、傳輸和處理越來越多的在開放的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行，信息易受到竊聽、截取、修改、偽造和重放等各種攻擊手段的威脅。因此，信息安全成為信息社會(huì)亟待解決的最重要問題之一。
　　 密碼協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供認(rèn)證性、保密性、完整性、和不可否認(rèn)性的關(guān)鍵技術(shù)，也是構(gòu)建安全信息社會(huì)的基石，因此成為信

2、息安全的核心技術(shù)之一。雙線性對(duì)是近幾年發(fā)展起來的用來構(gòu)造密碼協(xié)議的一個(gè)重要工具。利用雙線性對(duì)構(gòu)造的密碼協(xié)議不僅具有高安全性、短密鑰和快速實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，還具有更多的用其它方法難以實(shí)現(xiàn)的功能。本文以公鑰認(rèn)證方法為線索，對(duì)兩種基于雙線性對(duì)的密碼協(xié)議進(jìn)行了深入的研究，包括基于雙線性對(duì)的簽密和基于雙線性對(duì)的密鑰協(xié)商方案的分析、設(shè)計(jì)以及應(yīng)用研究，具體內(nèi)容如下：
　　 (1)對(duì)可用于多域的簽密方案進(jìn)行研究，以雙線性對(duì)為工具，提出了一個(gè)不同域使用

3、不同系統(tǒng)參數(shù)的基于身份的簽密方案，擴(kuò)大了簽密方案的適用范圍。將該方案用于VoIP網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制的設(shè)計(jì)，給出一個(gè)VoIP網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)體端到端以及點(diǎn)到點(diǎn)的安全方案，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證表明，該方案滿足VoIP通信的安全需求與性能要求。
　　 (2)以雙線性對(duì)為工具，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于證書的簽密方案，該方案同時(shí)保留了基于傳統(tǒng)PKC的簽密方案和基于身份的簽密方案的優(yōu)點(diǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
　　 (3)對(duì)具有資源耗費(fèi)小特點(diǎn)的簽密方案進(jìn)行研究，以雙線

4、性對(duì)為工具，分別給出了無證書的短簽密方案和無證書的在線/離線簽密方案，安全性與性能分析表明，我們的方案要優(yōu)于以前所提出的方案。
　　 (4)首次將完美同時(shí)簽名方案與簽密方案相結(jié)合，利用基于身份的密碼體制，提出了基于身份的同時(shí)簽密的概念，并出了一個(gè)具體的算法以及設(shè)計(jì)了一個(gè)可用于交易實(shí)體商品的公平交易協(xié)議，該協(xié)議較其它協(xié)議額外提供消息機(jī)密性的保護(hù)。
　　 (5)對(duì)廣播簽密方案進(jìn)行研究，以雙線性對(duì)為工具，提出了一個(gè)無證書的廣播

5、簽密方案。與現(xiàn)存的廣播簽密方案相比較，我們方案的計(jì)算量更少，且滿足注冊(cè)的可認(rèn)證性，前向安全性以及不存在密鑰托管問題。
　　 (6)研究了無線通信中的安全機(jī)制，以雙線性對(duì)為工具，提出了一種無線通信中無證書的認(rèn)證與密鑰協(xié)商機(jī)制，該機(jī)制使得不同域使用不同系統(tǒng)參數(shù)，且滿足前向安全性，會(huì)話密鑰的不可控性以及不存在密鑰托管問題。在計(jì)算量方面，客戶端不需要對(duì)運(yùn)算，非常適合于計(jì)算資源受限的移動(dòng)終端。
　　 (7)對(duì)Wang和Zhang的