具有前向安全性质的聚合签名方案研究

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1、分类号TP309密级公开UDC学号20150713005青海师范大学硕士学位论文具有前向安全性质的聚合签名方案研究研究生姓名韦性佳导师姓名（职称）芦殿军，教授申请学位类别理学硕士学科专业名称计算数学研究方向名称代数组合与密码学论文提交日期2018年3月论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位青海师范大学学位授予日期2018年6月答辩委员会主席李学良评阅人索南仁欠，俞惠芳青海师范大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不

2、包含为获得青海师范大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：青海师范大学学位论文使用授权声明青海师范大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权由青海师范大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期:具有前向安全性质的聚合签名方案研究

3、中文摘要数字签名作为现代密码学研究的核心技术之一，已经广泛应用于信息安全领域。但在网络安全体系中，密钥泄露和运算成本已经成为制约数字签名技术发展的最大阻碍，研究出既能保证密钥安全性又能降低运算成本的数字签名方案是本文的重点。具有前向安全性质的数字签名体制是目前保证密钥泄露的一种重要技术。它的基本原理是将签名密钥的有效期分为不同的时间段，在每个时间段的最后，签名者利用当前时段的密钥，通过一种单向模式计算出下一个时段新的密钥，同时安全地删除不再使用的密钥，而在整个密钥的生存周期里公钥不改变。这样即使敌手掌握当前时间段的签名密钥值也无法获取有关之前时间段签名密钥的任何信息，可以

4、有效降低密钥泄露的风险。在运算成本方面，聚合签名作为一种在数字签名领域的“批处理”和“压缩”技术，能够极大地减小签名的存储空间，同时也降低了对网络带宽的要求。聚合签名还可以将任意多个签名的验证简化到一次验证，减少了签名验证的工作量。本文研究具有前向安全性质的聚合签名方案，主要内容如下：第一，基于双线性对技术、椭圆曲线离散对数难解问题以及强RSA假设，提出了两种新的具有前向安全性的聚合数字签名方案，方案有如下特点：具有非抵赖性，实现了密钥生成中心与用户的相互认证；抗存在性伪造；具有前向安全性，基于强RSA假设，实现了签名信息的前向安全性，进一步保障了系统的安全性。第二提出一

5、种具有前向安全性质的基于身份的代理聚合签名方案。该方案在上述聚合签名方案的基础上，结合强RSA假设，实现了方案的前向安全性；在随机预言模型和计算性Diffie-Hellman困难假设下抗存在性伪造。关键词：聚合签名；前向安全性；强RSA假设；双线性映射；代理聚合签名IResearchonAggravateSignatureSchemewithForwardSecurityAbstractAsoneofthecoretechniquesofmoderncryptography,digitalsignaturehasbeenwidelyusedinthefieldofinfo

6、rmationsecurity.Butinthenetworksecuritysystem,thekeyleakageandthecomputationalcosthavebecomethebiggestobstacletothedevelopmentofdigitalsignaturetechnology,anditisthefocusofthispapertostudythedigitalsignatureschemewhichcannotonlyguaranteethekeysecuritybutalsoreducetheoperationcost.Thedigit

7、alsignaturesystemwithforwardsecurityisanimportanttechnologytoguaranteethekeyleakage.Itsrationaleistodividethevalidityperiodofthesignaturekeyintodifferenttimeperiods,attheendofeachtimeperiod,thesignerusesthekeyofthecurrentperiodtocomputethenewkeyforthenextperiodinaon