两个标准模型下签名方案的密码学分析

为了分析和设计标准模型下安全的签名方案, 避免签名方案的设计中出现类似的安全性问题。 通过对标准模型下的无证书签名方案和前向安全的基于证书签名方案的分析, 发现该签名方案容易受到替换公钥攻击和后门攻击, 攻击者可以对任意的消息产生一个有效签名。 对这些攻击给出了具体分析, 同时探讨了克服这类攻击的方法。 研究结果表明, 这些攻击方法对于同类签名的分析与设计有借鉴意义。     

对一种无证书聚合签名方案的攻击与改进

无证书聚合签名方案能够有效提高签名验证阶段的效率,其存在两类攻击,在类型I攻击中,攻击者不知道系统主密钥和用户的部分私钥,但能替换用户的公钥;在类型II攻击中,攻击者知道系统主密钥和用户的部分私钥,但不能替换用户公钥.无证书聚合签名方案只有同时能够抵抗这两类攻击,才能说明方案是安全的.大多数无证书聚合签名方案在随机预言机模型下证明了其安全性,但是有些方案不能抵抗类型II攻击.以陈提出的无证书聚合签名方案为例,给出一种适用于一些无证书聚合签名方案的对应攻击方法.攻击者在拥有系统主密钥的情况下,根据两个有效的签名可以伪造出任意一个消息的有效签名.在此基础上提出了一个改进的无证书聚合签名方案,并在随机预言机模型下证明了新方案针对类型I攻击和类型II类攻击是存在性不可伪造的.     

可证安全的常数长度无证书聚合签名方案

针对无证书密码体制可以解决基于身份的公钥密码体制的密钥托管问题和基于证书的公钥密码体制的公钥认证问题,构造了无证书聚合签名的可证明安全模型,并提出了一个具体的签名长度与人数无关的聚合签名方案.基于计算性Diffie Hellman难题,在随机预言模型下,证明了提出的方案可以抵抗适应性选择消息和身份的存在性伪造攻击.     

对一个无证书部分盲签名方案的分析与改进

对汤鹏志等提出的一种无证书部分盲签名方案进行了密码分析,指出方案中签名请求者可以非法修改协商信息.为了有效抵抗篡改协商信息攻击,提出了一种改进的无证书部分盲签名方案.在随机预言机模型下证明了改进方案对无证书密码体制的两类敌手的自适应选择消息和身份攻击是存在性不可伪造的,其安全性可以归约为k-CAA问题和ICDH问题.     

一个高效的无证书盲签名方案

提出了一个高效的无证书盲签名方案.在随机预言机模型下,证明了新方案在适应性选择消息、选择身份攻击下是存在不可伪造的,能够有效抵抗AⅠ攻击者的替换公钥攻击和AⅡ攻击者的KGC攻击.方案中在签名阶段没有任何双线性对运算,在验证阶段只有一个双线性对运算,并且不需要使用映射到点(Map to Point)的特殊哈希函数.与已有方案相比,所提方案在计算量上更具优势.同时方案采用无证书公钥密码体制,解决了基于证书签名方案的证书管理问题和基于身份签名方案的密钥托管问题.     

无证书多重签名

将无证书签名和多重签名两个概念相结合,提出无证书多重签名的概念及安全模型,并给出一个基于双线性对的无证书广播多重签名方案,其安全性是基于CDH困难假设.     

一个无证书部分盲签名方案的分析与改进

通过对何俊杰等提出的一个无证书部分盲签名方案进行安全性分析,发现方案存在公共信息被用户非法篡改的问题.为了保证公共信息的不被篡改,提出了一种基于k-CAA问题和ICDH问题改进的无证书部分盲签名方案.随后对协议的正确性、部分盲性、安全性进行分析,且在随机预言机模型下证明了新方案对两类攻击者的适应性选择消息攻击是存在性不可伪造的.     

安全高效无证书有序多重签名方案

无证书密码体制(certificateless cryptography,CLC)将用户私钥拆分为部分私钥和秘密值,其中部分私钥由密钥生成中心(key generator center,KGC)生成,而秘密值由用户自己选定,从而解决了基于身份密码体制所固有的密钥托管问题.此外,由于用户公钥由秘密值决定,无需认证中心(certificate authority,CA)对用户的公钥证书进行管理,解决了传统密码体制的证书管理问题.有序多重签名可用于电子政务和电子商务系统实现公文的逐级审批发布,提高认证效率.将有序多重签名和无证书密码相结合,提出一种安全高效的无证书有序多重签名方案,多重签名的长度及验证时间均与签名者个数无关,是紧致的无证书有序多重签名方案.方案使用较少的双线性对且只有一个签名消息,具有较高的计算效率和通信效率.证明了方案在随机预言模型(random oracle model,ROM)下具有不可伪造性.     

无证书部分盲签名方案

无证书公钥密码学是由Al-Riyami和Patenson在2003年的亚洲密码学会议上新提出来的密码学原型,它克服了基于身份公钥密码系统的密钥托管问题和基于证书公钥密码系统的证书管理问题.部分盲签名是一种特殊的数字签名,在部分盲签名中,签名者不知道其所签消息的内容,但可以嵌入一个公共信息.本文提出一个无证书的部分盲签名方案,该签名方案是利用双线性对来构造的,其安全性基于计算性Diffie-Hellman困难问题.     

基于SM2的无证书可截取签名方案

结合国密算法SM2,提出一种新的基于椭圆曲线的无证书可截取签名方案.该方案满足可截取签名的不可伪造性和隐私性,并可防止不诚实的截取者对签名内容私自进行篡改.在随机预言模型下证明了该方案的安全性,能够有效抵抗适应性选择消息下的伪造攻击.性能分析表明,该方案通过减少签名验签过程中哈希运算的次数使算法效率得到提升.     

两种无证书聚合签名方案的安全性分析及改进

大部分的聚合签名方案存在安全性缺陷和计算效率偏低的问题。通过对两种无证书聚合签名方案进行安全性分析,发现两种方案分别无法抵抗Type I和TypeⅡ的伪造性攻击。针对此类问题,提出了一个改进方案。该方案在签名过程中改变了参数的组合方式,在聚合签名验证中加强了对主密钥和公钥的约束。在计算性Diffie-Hellman困难问题假设下,证明了方案在适应性选择消息攻击下具有不可伪造性。效率分析表明,方案在签名与验证过程中只需要4个双线性对运算,签名的长度是固定的,与同类安全的无证书聚合签名方案相比,改进的方案效率更高。     

无证书一次代理签名

为了解决密钥托管问题,Al-Riyami和Paterson提出了无证书签名方案.通过修改陆等人基于身份的一次代理签名方案密钥的产生算法,提出了无证书一次代理签名方案,并且正式定义了无证书一次代理签名方案的安全模型.在随机预言机模型下,证明方案的安全性依赖于CDH困难问题.     

改进的无证书聚合签名方案

聚合签名是近年被关注的一个热点。基于无证书密码体制,构造了一个改进的无证书聚合签名方案,较之于已有的方案,本方案的对运算是常量的,只需3次对运算,提高了签名验证时的效率。改进的方案可以抵抗无证书攻击模型中类型Ⅰ敌手与类型Ⅱ敌手的攻击,在计算性Diffie Hellman困难问题假设下,该方案是存在性不可伪造的,并在随机预言机模型中给出了方案的安全性证明。     

强指定验证者的无证书变色龙数字签名方案

基于无证书密码体制,构造了一个无证书变色龙哈希函数,解决了基于身份的变色龙哈希存在的密钥托管问题,使除了指定验证者之外的其他任何人都无法计算出变色龙哈希碰撞。在此基础上,进一步实现了无证书变色龙签名。在签名验证过程中,保证只有签名者指定的验证者才能验证签名的有效性。新方案简单高效,在随机预言模型下是安全的。