标准模型下的短群签名在DAA协议中的应用研究

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近年来,可信计算技术被视为解决终端安全问题的根本出路而备受人们的关注。尤其是在平台隐私保护方面,TCG先后提出了Privacy-CA方案和DAA方案来实现平台身份的匿名证明。本文围绕DAA协议展开研究,对协议进行分析、改进及应用。首先分析了BCC、BCL及CMP等典型DAA协议存在的安全问题,针对仅在RO模型下考虑协议安全性的不足,提出将标准模型方法论应用于DAA协议。研究表明,标准模型下协议的安全性更接近于真实环境下的安全性。设计了标准模型下基于短群签名的DAA协议。在对比分析若干典型群签名方案的基础上,提出将标准模型下的短群签名方案作用于DAA协议,通过该方案具有的签名长度短、运行效率高及标准模型下可证安全等特性提高现有协议的安全性,同时兼顾协议执行效率;基于Fiat-Shamir启发式设计思想,完成了协议知识签名的数学构造,实现了非交互式零知识证明到知识签名的转化。证明了协议的安全性。对协议满足的安全特性进行了分析,并基于l-MOMSDH安全假设及“理想系统/真实系统”模型,实现了协议在标准模型下的安全性证明。分析表明,该协议在效率上与原有BCL协议保持相当的前提下,提高了现有协议的安全性,扩展了现有协议的适用范围。探讨了协议在远程证明系统中的应用。设计了一个基于平台完整性的远程证明系统,明确了各个模块的主要功能,构建了系统的关键模块。基于TCG技术标准及目前较为成熟的技术手段,给出了系统在Linux平台上的完整实现,验证了协议的有效性。
摘要第7-8页
Abstract第8页
第一章 绪论第9-14页
    1.1 课题的研究背景第9-10页
    1.2 课题来源及研究意义第10-11页
        1.2.1 课题来源第10-11页
        1.2.2 课题研究意义第11页
    1.3 论文的主要工作第11-12页
    1.4 论文的组织结构第12-14页
第二章 相关技术研究第14-24页
    2.1 可信计算平台第14-18页
        2.1.1 可信计算平台基本功能第14-15页
        2.1.2 可信计算平台密钥及证书第15-16页
        2.1.3 可信平台模块第16-17页
        2.1.4 可信软件堆第17-18页
    2.2 远程证明概述第18-20页
        2.2.1 平台完整性度量第18-19页
        2.2.2 平台完整性报告第19-20页
    2.3 可证明安全理论第20-22页
        2.3.1 随机预言模型第21页
        2.3.2 标准模型第21-22页
    2.4 标准模型下的短群签名第22-23页
        2.4.1 安全假设第22页
        2.4.2 形式化定义第22-23页
    2.5 本章小结第23-24页
第三章 典型DAA协议分析与研究第24-35页
    3.1 BCC协议第24-33页
        3.1.1 背景知识第24-26页
        3.1.2 协议实体及假名第26-27页
        3.1.3 协议原理第27页
        3.1.4 协议描述第27-31页
        3.1.5 安全分析第31-32页
        3.1.6 存在的问题第32-33页
    3.2 BCL协议及CMP协议第33-34页
    3.3 问题的提出第34页
    3.4 本章小结第34-35页
第四章 基于短群签名的DAA协议设计与证明第35-63页
    4.1 需求分析第35-36页
    4.2 设计目标及设计思想第36-37页
        4.2.1 设计目标第36页
        4.2.2 设计思想第36-37页
    4.3 协议关键点第37-39页
        4.3.1 标准模型下短群签名的选取第37-38页
        4.3.2 基于Fiat-Shamir启发式的知识签名设计第38-39页
        4.3.3 安全与效率的均衡化第39页
    4.4 协议总体结构第39-42页
        4.4.1 协议组成第39-40页
        4.4.2 工作流程第40-42页
    4.5 协议描述第42-49页
        4.5.1 Setup算法第42页
        4.5.2 Join协议第42-45页
        4.5.3 Sign协议第45-47页
        4.5.4 Verify算法第47-48页
        4.5.5 Linking算法第48-49页
        4.5.6 RogueTagging算法第49页
    4.6 协议安全性分析第49-52页
        4.6.1 正确性第49页
        4.6.2 完备性第49-50页
        4.6.3 用户可控匿名性第50-51页
        4.6.4 用户可控追踪性第51-52页
    4.7 协议在标准模型下的安全性证明第52-61页
        4.7.1 证明原理第52-53页
        4.7.2 证明过程第53-61页
    4.8 比较与分析第61-62页
    4.9 本章小结第62-63页
第五章 基于短群签名的DAA协议实现第63-72页
    5.1 开发平台第63-64页
    5.2 技术难点第64-65页
    5.3 关键模块实现第65-71页
        5.3.1 Setup模块第65-66页
        5.3.2 Join模块第66-69页
        5.3.3 Sign模块第69-70页
        5.3.4 Verify模块第70-71页
    5.4 本章小结第71-72页
第六章 基于短群签名的DAA协议在远程证明系统中应用第72-83页
    6.1 基于平台完整性的远程证明系统设计第72-74页
        6.1.1 需求分析第72页
        6.1.2 关键技术第72-73页
        6.1.3 总体架构第73-74页
        6.1.4 工作流程第74页
    6.2 证明模块第74-79页
        6.2.1 可信硬件层第75-77页
        6.2.2 可信度量层第77-78页
        6.2.3 可信服务层第78-79页
    6.3 验证模块第79-80页
    6.4 系统实现第80-82页
    6.5 本章小结第82-83页
第七章 总结与展望第83-85页
    7.1 本文工作总结第83-84页
    7.2 下一步工作计划第84-85页
参考文献第85-88页
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作第88-89页
致谢第89页
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