● 摘要
随着科技日新月异的变化,信息技术也在随之高速发展,于此同时电子政务、电子商务、电子选举等电子系统也逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分,于是数字签名技术变得越来越重要.但是在很多特殊情况下,只是简单地模拟手写签名的一般数字签名技术已经不能完全满足人们的现实需要,因此随着对数字签名技术研究的不断深入,近年来人们提出了许多具有特殊性质或特殊功能的数字签名方案.在有些情况下人们并不希望将自己的一些私人信息(如时间、身份、内容、形式等)暴露出来,但又希望能够便捷而安全地运用数字签名,以便高效地实现签名活动的匿名性.实现这种签名的匿名性的关键技术是1983年由D.Chaum首次提出的盲签名技术.但是在一个安全的盲签名体制中,在签名之前签名者必须确认接收到的待签名消息是完全按照正确的格式产生的,虽然通过切割选择技术可以实现这一点,但其实现效率很低,实际应用性并不强.为了能很好地克服盲签名的这一缺点,Abe和Fujisaki于1996年提出了部分盲签名(Partially Blind Signature)的概念.之后人们又提出了各种特殊的部分盲签名方案,例如可证明安全性的部分盲签名方案、门限部分盲签名方案、限制性部分盲签名方案、具有前向安全性的部分盲签名方案等.
论文中主要研究几种特殊的部分盲签名方案,针对现有的一些方案存在的安全性缺陷,通过所学习的知识,设计相应的更加安全高效的部分盲签名方案,此外也提出几种新的具有特殊功能的部分盲签名方案,文中对所提出的各种方案的安全性给出严格的证明.
论文研究的主要内容如下:
1.目前许多文献提出的部分盲签名方案中引入的一些参数是由签名者或签名接收者单独决定的,因而可能会造成这些参数的随意伪造,进而影响签名的安全性.但是如果签名者在其签名中加入一个或更多的随机性因子,这里的随机性因子是由签名者和签名接收者选择的随机数共同作用生成的,那么即使攻击者能看到最终的签名也无法预算出签名者所签的盲消息的原始签名.可是目前许多文献提出的部分盲签名方案很少考虑到这种随机性,并且对随机性也很少给出任何正规化证明,论文中提出一种新的基于双线性对的可证明安全性的随机性部分盲签名方案,并对方案的安全性给出严格的证明.
2.在有些实际应用中用特殊的MapToPoint哈希函数替代随机预言,一般假设所用的哈希函数是理想的,并在随机预言模型下给出安全性证明.但这是一个很强的假设,在具体应用过程中很难构造出这样理想的操作方案.然而现有的门限签名方案中就使用了这样一些低效的函数,事实上,在密码学中这样的哈希函数的多次使用有时会带来安全性威胁.论文中针对这个缺陷将门限签名和部分盲签名有效地结合起来,提出一种新的基于双线性对的门限部分盲签名方案.新方案中仅使用了高效的普通的哈希函数,提高了方案的执行效率,通过安全性分析证明方案满足门限签名和部分盲签名的优点.
3.对一种无证书限制性部分盲签名方案进行安全性分析,发现其方案存在一个安全隐患,即不满足方案中要求的限制性,如果将其方案运用于电子现金系统中将会出现用户重复消费而无法被检测出的现象,针对其缺陷给出一种改进方案.改进方案中将原方案中签名者给出的两个部分签名绑定在一起,从而可以防止在签名阶段对一些关键元素的伪造,并严格分析新方案的安全性,结果证明改进方案的安全性更高.
4. 在具有前向安全性的签名方案基础上加入可以由指定的接收者恢复原始消息的性质,提出一种具有前向安全性的由指定接收者恢复消息的部分盲签名方案.将该方案运用于信息传递过程中能够有效地减少通信量,可以避免由于不小心泄露某一时刻的密钥而导致以前的所有签名都失效,并且只有指定的接收者才能恢复出原始消息,进一步加强了所传递消息的隐秘性.方案的安全性分析表明新方案满足部分盲性、不可伪造性、前向安全性等要求.
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