电子现金支付协议的设计

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1、扬州大学硕士学位论文电子现金支付协议的设计姓名：孟纯煜申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：殷新春20070501摘要电子商务是信息化社会的商务模式，是商务的未来，它不仅使传统商业变得更加快速、便捷，还将从根本上改变传统商业结构和运作模式。现在阻碍电子商务发展的一个重要因素就是安全问题，特别是电子支付的安全问题，使得许多客户在网上浏览，采用传统的方式在网下购物。为了让更多的人能接受电子商务提供的服务，保证电子交易的顺利进行，我们必须提供安全、保密、高效的电子支付系统!当今电子支付系统大致可以分为三大

2、类：基于信用卡类支付系统、基于电子支票(ElectronicCheck)类支付系统和基于电子现金(ElectronicCash)类支付系统。自1983年D．Chaum发表第一篇关于电子现金系统的论文以来，电子现金成了密码学的研究热点。这么多年来对电子现金支付的研究也取得了不少进展，但这些方案在安全性、效率和实用性上存在顾此失彼，仍有许多问题有待进一步研究。本论文旨在分析前人协议的基础上，结合新的密码学知识，设计出安全、高效且实用的电子现金支付协议。取得的主要成果如下：1．设计了一个入侵弹性的电子货币系统。因为

3、现有的电子货币系统大多使用普通的签名算法，这使得一旦发币行的密钥被破坏，则所有以前发行的货币均失效。为了使密钥泄漏带来的危害达到最小，我们设计了一种采用入侵弹性签名算法的电子货币系统。入侵弹性是目前最强有力的密钥进化模型，该模型不但在每个时间段开端固定的更新密钥，而且在每个时间段内可多次随机地刷新密钥。分析表明，该方案在当前或已过期时间段的密钥被破坏的情况下仍然前向安全，同时，由于货币有生存期，从而减小了存储量与查询代价。2．设计了一个基于双线性对和部分盲签名的电子现金支付方案。我们利用双线性对在密码学中的应

4、用，并将部分盲签名加入其中，其在完全盲签名的基础上加入了签名方的身份标识信息，既有效保护了消息发送方的隐私权，又使得存款时，只需要访问该签名方(即银行)的数据，从而提高了处理效率。分析表明，该方案安全性能强、效率高。3．设计了一个基于可链接环签名的电子现金支付方案。一般的电子现金支付是事后检测有无重复花费，这样重复花费已成事实，再去追踪，损失大，纠纷多。我们在可链接环签名协议的基础上设计了一种新的电子现金支付方案，将可在商家消费电子现金的消费者组成一个用户团，便于管理和实现环签名，同时实现了事前检测有无试图重

5、复花费，从而避免了重复花费造成的损失和纠纷。分析表明，该方案是一个安全实用的电子现金支付方案。4．设计了两个基于身份有可信中心的电子现金支付方案。基于身份的密码系统其公钥可根据签名方的身份计算得出。方案设立了一个中央银行，其担当生成私钥的可信任机构，需发行电子现金的银行要向中央银行提出申请，公钥由发币行的身份计算得出，这样使得发币行的责任明确，不可推诿，私钥由中央银行统一生成。分析表明，这两种方案安全性能强、效率高。5．设计了一个基于身份无可信中心的电子现金支付方案。现有的基于身份的电子现金支付方案都需要可信

6、任的私钥生成中一6,(PKG)，因为由PKG统一生成私钥，所以存在伪造合法电子现金的可能，为此我们设计了一个基于身份无可信中心的电子现金支付方案，签发电子现金的私钥由PKG和发币行共同产生。分析表明，该方案更加安全实用。6．设计了一个基于盲聚合签名的电子现金支付方案。在一个电子现金支付系统中，假设用户在，2个不同的银行都有账户，当他在任意即．1个银行账户内的余额累加起来都不足够一次支付时，他需要在这n个银行都取款，然后才有足够的电子现金支付给商家，随后商家要将这n笔电子现金拿到各个银行进行验证，无误后再将钱划

7、到自己的账户上，这需要浪费很多的时间和存储空间，针对这种情况，我们将盲聚合签名方案应用到电子现金中，用户可将玎个有效的电子现金进行聚合，形成一个聚合电子现金，将它支付给商家，这样商家可以只拿这个电子现金到一个银行进行验证即可。分析表明，该方案大大减少了存储空间，也降低了数据传输过程中的带宽要求，同时将”次验证减少到1次验证，节省了大量的时间，提高了验证效率。关键词：密码学；电子现金；盲签名；入侵弹性；双线性配对；部分盲签名；可链接环签名：基于身份；私钥生成中心；聚合签名11AbstractElectronic

8、commerceisthebusinessmodeoftheinformationsocietyanditisthefutureofthebusiness．Itnotonlymakesthetraditionalconlmelx：emorefleetandconvenient,butalsochangesthetraditionalcommcTeeSll"uctnreandrunmgpattemra