动态群签名和群盲签名方案的构造

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自从数字签名的概念被Diffie和Hellman提出以来,数字签名技术得到了许多学者深入的研究,被广泛应用于当今网络社会中。学者们除了研究传统意义上的数字签名技术,还研制出了盲签名、门限签名、代理签名、群签名等新型数字签名方案,本论文主要研究群签名。在群签名中,群成员可以用群体的名义进行匿名签名。当出现争议时,可以由群管理员打开签名,揭示签名人的身份。与其它数字签名相比,群签名具有匿名性和可追踪性,使它广泛应用于电子拍卖、电子现金等电子商务活动中。群签名方案要能在现实中真正得以应用,必须能顺利地增加新成员和删除群成员。因此如何使现有的群签名方案具有动态性成为许多专家和学者研究的问题。把群签名与通常的数字签名结合的研究也有很多,如代理群签名、门限群签名、群盲签名等。本文研究了应用矢量空间秘密共享的群签名方案和基于中国剩余定理的群签名方案,针对它们的不足,分别提出了3个群签名方案。本文主要研究成果如下:1.对赵树平等人提出的群签名方案进行了分析,发现此方案不具有动态性。利用矢量空间秘密共享知识,提出一种基于双线性对的动态群签名方案,在此方案中,给定秘密,加入或删除成员时,每个成员的子秘密会随之变化。分析表明,此方案是安全的,同时提高了签名效率。2.电子拍卖是现实拍卖系统的电子化,是最重要的电子商务应用之一。为提高电子拍卖效率及安全性,提出了一个新的基于群签名的安全电子拍卖方案。新方案以双线性映射为工具,并引入矢量空间秘密共享技术和阈下通道技术。新方案是在笔者提出的一种基于双线性对的动态群签名方案的基础上构造的。新方案适合于大规模分布式的拍卖,安全性分析证明是一个安全有效的电子拍卖方案。3.群盲签名是群签名和盲签名的结合体,它兼具群签名和盲签名的各种优越特性。分析了李新社等人的基于中国剩余定理的群签名方案,发现其不具有防陷害性:群中心可以陷害任何一个群成员进行签名。针对该缺陷,通过引入前向安全概念和盲签名思想,提出了一个前向安全群盲签名方案。安全性分析表明,新方案具有前向安全性、防陷害性、不可伪造性等群签名方案所具有的安全性,同时,群成员不知道所签消息的具体内容。
摘要第5-6页
ABSTRACT第6-7页
第一章 绪论第10-16页
    1.1 群签名研究的背景和意义第10-11页
    1.2 群签名的研究现状第11-14页
    1.3 本文的研究成果和内容介绍第14-16页
        1.3.1 研究成果第14页
        1.3.2 内容介绍第14-16页
第二章 相关数学知识与密码学概念第16-25页
    2.1 相关数学知识第16-18页
    2.2 密码学相关理论与概念第18-25页
        2.2.1 Hash 函数第19-20页
        2.2.2 双线性对第20-21页
        2.2.3 公钥密码体制第21页
        2.2.4 数字签名算法第21-23页
        2.2.5 RSA 数字签名方案第23-25页
第三章 动态群签名方案及在电子拍卖中的应用第25-42页
    3.1 引言第25-26页
    3.2 预备知识第26-27页
    3.3 基于双线性对的群签名方案及安全性分析第27-31页
        3.3.1 基于双线性对的群签名方案第27-30页
        3.3.2 基于双线性对的群签名方案的安全性分析第30-31页
    3.4 基于双线性对的动态群签名方案的构造及其安全性分析第31-35页
        3.4.1 基于双线性对的动态群签名方案的构造第31-34页
        3.4.2 新方案的安全性分析第34-35页
    3.5 一种新的基于群签名的电子拍卖方案第35-42页
        3.5.1 电子拍卖系统概述第35-37页
        3.5.2 基于群签名的电子拍卖方案的构造第37-40页
        3.5.3 新方案的安全性分析第40-42页
第四章 前向安全群盲签名方案第42-51页
    4.1 引言第42页
    4.2 前向安全性第42-43页
    4.3 采用 CRT 的群签名方案及其安全性分析第43-45页
        4.3.1 采用 CRT 的群签名方案第44-45页
        4.3.2 采用 CRT 的群签名方案的安全性分析第45页
    4.4 前向安全群盲签名方案及其安全性分析第45-51页
        4.4.1 前向安全群盲签名方案的构造第46-48页
        4.4.2 新方案的安全性分析第48-51页
第五章 结论与展望第51-53页
    5.1 结论第51页
    5.2 展望第51-53页
参考文献第53-57页
致谢第57-58页
附录 (攻读硕士学位期间发表论文目录)第58-59页
摘要第59-62页
ABSTRACT第62-66页
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