【摘要】：摘要:基于公鑰密碼體制構(gòu)建的數(shù)字簽名能夠提供完整性,不可否認(rèn)性以及不可偽造性等屬性,從而被廣泛應(yīng)用于電子世界,也是系統(tǒng)科學(xué)老三論中信息論研究的熱點(diǎn)問題。本文的主要目標(biāo)是研究高效的數(shù)字簽名方案的可證明安全構(gòu)造、對已有數(shù)字簽名方案的安全性分析以及探討其在車載無線自組織網(wǎng)絡(luò)和在線支付協(xié)議中的應(yīng)用。具體內(nèi)容涉及到利用系統(tǒng)科學(xué)理論的原理和方法構(gòu)建無證書公鑰密碼體制,身份基公鑰密碼體制,密鑰隔離公鑰密碼體制,數(shù)字簽名,數(shù)字簽密以及適用于車載無線自組織網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議和匿名的在線支付協(xié)議,主要成果體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:通過結(jié)合傳統(tǒng)密鑰隔離數(shù)字簽名方案和基于身份的數(shù)字簽名方案的思想,并在充分考慮密鑰生成中心攻擊能力的前提下,在無證書公鑰密碼體制中提出了一個(gè)能夠抵御惡意密鑰生成中心攻擊的密鑰隔離數(shù)字簽名方案,并在標(biāo)準(zhǔn)模型中形式化地將該方案的安全性規(guī)約到計(jì)算Diffie-Hellman問題。該方案具有如下優(yōu)勢:(1)該方案同時(shí)兼具傳統(tǒng)公鑰密碼體制和身份基公鑰密碼體制的優(yōu)點(diǎn),也就是說,不僅避免了傳統(tǒng)公鑰密碼體制中為系統(tǒng)中每個(gè)用戶的公鑰生成并維護(hù)公鑰數(shù)字證書的需要,而且解決了內(nèi)生于身份基公鑰密碼體制中的密鑰托管問題;(2)用戶私鑰的生命周期被劃分為多個(gè)相互獨(dú)立的子周期,其中某個(gè)子周期內(nèi)的私鑰泄露不會(huì)影響其他子周期內(nèi)用戶私鑰的安全性;(3)與已有的無證書密鑰隔離數(shù)字簽名相比較,本文提出的方案能夠抵御惡意密鑰生成中心攻擊。該方案在獲得安全性改進(jìn)的同時(shí),在計(jì)算效率方面還有一定的改進(jìn)空間。通過結(jié)合無證書密鑰體制,聚合簽名以及簽密等密碼學(xué)原語的思想,利用橢圓曲線密碼體制提出了一個(gè)無證書聚合簽密體制,并利用隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型作為工具形式化地將該方案的安全性規(guī)約到計(jì)算Diffie-Hellman問題。本文提出的無證書聚合簽密體制具有如下優(yōu)勢:(1)同時(shí)兼具傳統(tǒng)公鑰密碼體制和身份基公鑰密碼體制的優(yōu)點(diǎn),而避免了兩種公鑰密碼體制的缺點(diǎn);(2)能夠在一個(gè)邏輯步驟內(nèi)同時(shí)提供機(jī)密性,完整性,不可否認(rèn)性以及不可偽造性等屬性;(3)由于橢圓曲線密碼體制和聚合的特性,本文提出的方案在計(jì)算開銷和通信開銷方面都優(yōu)于已有的方案。同時(shí)基于該方案提出了一個(gè)適用于車載無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路面條件監(jiān)控系統(tǒng),與已有的系統(tǒng)相比較,本文所提系統(tǒng)不僅具有更強(qiáng)安全性,還能達(dá)到更好的效率。該方案在獲得計(jì)算效率和安全性改進(jìn)的同時(shí),在安全證明方面還有一定的改進(jìn)空間。通過充分考慮無證書簽名以及代理重簽名的設(shè)計(jì)機(jī)理,提出了一個(gè)無需雙線性映射的無證書代理重簽名方案,并利用隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型作為工具形式化地將該方案的安全性規(guī)約到計(jì)算Diffie-Hellman問題。本文提出的無證書代理重簽名方案具有如下優(yōu)勢:(1)能夠同時(shí)避免公鑰證書的管理問題和密鑰托管問題;(2)允許一個(gè)不可信第三方在授權(quán)的情況下將來自用戶A的數(shù)字簽名轉(zhuǎn)化為來自于用戶B的數(shù)字簽名;(3)該方案在構(gòu)造過程中不需要計(jì)算昂貴的雙線性映射,因而效率高于已有的工作。在本文提出的無證書代理重簽名方案的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)匿名支付協(xié)議。該支付協(xié)議不僅能夠確保支付方的支付信息的完整性,不可否認(rèn)性以及不可偽造性,同時(shí)能夠確保支付方的身份信息不會(huì)泄露。該方案在獲得安全性和計(jì)算效率改進(jìn)的同時(shí),在安全證明方面還有一定的改進(jìn)空間。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN918.91
【圖文】：

圖４．５．１路面情況監(jiān)控系統(tǒng)示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋４．５．１邋ｒｏａｄ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ邋ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑我們的數(shù)據(jù)聚合協(xié)議涉及到控制中心ＣＣ，路測單元ＲＳＵ和移動(dòng)傳感器，由四個(gè)階段組成：系統(tǒng)初始化，數(shù)據(jù)生成和傳輸，聚合驗(yàn)證和數(shù)據(jù)回溯。逡逑１）系統(tǒng)初始化（％ｓｉｅｍ邋ｉｎ也ａｆｃａ＾ｃｍ）：在本階段，ＣＣ執(zhí)行ＣＬ－Ａ－ＳＣ的系統(tǒng)立■算法來初始化系統(tǒng)，系統(tǒng)參數(shù)為ｐａｒａｍｓ邋＝邋（ｐ，邋ｑ，邋ｆ＼邋ｍｐｋ，邐Ｈ２．．邋Ｈ３）。動(dòng)傳感器和ＲＳＵｓ可以通過執(zhí)行以下操作注冊到ＣＣ上。逡逑⑷每個(gè)移動(dòng)傳感器＆隨機(jī)選�。彦澹�，１邋＜邋／邋＜邋ｎ，計(jì)ｗｐｆｃｕ邋＝邋ｗｓｆｃｕ邋＿邋＿Ｐ，隨后把｛／Ａ， 知，】｝發(fā)送給ＣＣ。逡逑（ｂ）根據(jù)從民接收到的｛／Ａｊｐ／＾｝，ＣＣ隨機(jī)選取lx以２＾，計(jì)ｕｐｈ，２邋二邋ｙｉ邋？邋Ｐ，ｕｓｋｉ，２邋二邋ｙ．ｉ．十邋Ｈ八ＩＤｉ＾ｕｐｋｉ’ｕｕｐｋｉ＾，邋ｍｐｋ）ｍｓｋ，Ｍ后｛—＇２，邋ｗｓｂ｝發(fā)送給民。逡逑（ｃ）根據(jù)從ＣＣ接收到的｛ｗｐ＜２，ｗｓ／＾２｝，民在逡逑心＝迅（／Ａ，ｗｐ／ｃｑ，ｗｐＡ：ｉ，２，邋ｍｐＡ：）的條件下核查逡逑

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圖４．６．３我們協(xié)議的計(jì)算開銷逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋４．６．２邋ｃｏｍｐｕｔｉｏｎａｌ邋ｏｖｅｒｈｅａｄ邋ｏｆ邋ｐｒｏｐｏｓｅｄ邋ｐｒｏｔｏｃａｌ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張明武;楊波;周敏;張文政;;兩種簽密方案的安全性分析及改進(jìn)[J];電子與信息學(xué)報(bào);2010年07期

2 李發(fā)根;胡予濮;李剛;;一個(gè)高效的基于身份的簽密方案[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2006年09期

本文編號：2746672