面向群體的加密和數(shù)字簽名理論及應用研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網和電子商務的快速發(fā)展，各種商業(yè)活動和人們的日常生活越來越多的依靠網絡來進行，如電子現(xiàn)金交易、電子拍賣、電子招標和電子合同的簽署等。在復雜的網絡環(huán)境下，如何應對信息在產生和傳輸過程中所面臨的完整性、保密性和認證等一系列挑戰(zhàn)，推動電子商務的應用和普及，成為現(xiàn)代密碼學研究的主要課題之一。面向群體的加密和數(shù)字簽名技術，成為解決該問題的主要工具和有效方式。本文的工作就是針對面向群體的加密和數(shù)字簽名而展開的。 本文主要研究幾種典型

2、的面向群體的加密和數(shù)字簽名技術及在電子商務協(xié)議設計中的應用，包括：廣播加密、群加密、門限簽名、群簽名和環(huán)簽名。本文對這些加密和數(shù)字簽名理論進行了較為深入的研究和分析，提出了一個新的(t,n)門限群簽名方案。在應用方面，設計了一個新的電子拍賣方案，并分析了其效率和安全性。 面向群體的廣播加密主要用于實現(xiàn)在廣播信道條件下的群組通信。這個概念最早是由Chunbo Ma、Yue Wu和Jianhua Li在ICCCAS 2006上提出的

3、，它將會被廣泛應用于有線電視的定制服務、VPN網絡和Ad Hoc群的通信等領域。群加密的概念是A.Kiayias,Y.Tsiounis和M.Yung在ASIACRYPT 2007上提出的。相比群簽名對于簽名者身份的隱藏，群加密的目標是在一組合法的密文接收者中隱藏解密者的身份。群加密技術將會在匿名可信第三方的實現(xiàn)、普適計算中的信息存儲和Ad Hoc群中層次群簽名的設計等方面得到廣泛的應用。本文將對群加密的思想進行介紹，并討論其應用背景及方

4、案設計方法。 傳統(tǒng)數(shù)字簽名方案的簽名者通常是一個人，然而在實際應用環(huán)境中，往往需要對簽名消息的權利進行分享，門限簽名的概念就是針對此類問題提出的。在(t,n)門限簽名中，需要t個及以上的成員合作才能產生簽名。群組性是門限簽名方案的典型特征。群簽名允許某個群體中的任意合法成員以匿名的方式代表整個群體進行，當簽名發(fā)生爭議時，可以由系統(tǒng)的權威打開簽名，追蹤到實際的簽名者。匿名可追蹤性使得群簽名方案具有非常重要的應用價值。它一方面實現(xiàn)了

5、簽名者身份的隱私性，另一方面又可以通過權威對簽名者的不法行為進行監(jiān)督。門限簽名和群簽名的結合具有重要的研究意義。本文利用分組秘密共享的思想，實現(xiàn)了一個安全高效的(t,n)門限群簽名方案，其最主要的貢獻在于實現(xiàn)了抗合謀攻擊。 在群簽名的應用方面，本文基于新的群簽名方案，構造了一個密封式電子拍賣系統(tǒng)，并進行了安全性和實用性分析，該系統(tǒng)除滿足投標者的匿名性、健壯性、中標者的不可抵賴性和公開可驗證性等一般安全性要求外，還具有步驟簡略、構