基于双线性配对的ad hoc网络混合门限签名方案

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1、万方数据第27卷第8期2010年8月计算机应用研究ApplicationResearchofComputersV01．27No．8Aug．2010基于双线性配对的Adhoc网络混合门限签名方案黄素珊，钱海峰(华东师范大学计算机科学与技术系，上海200062)摘要：为了解决Adhoe网络中的签名及密钥安全问题，利用双线性配对的优点，结合混合门限签名机制，设计了适用于Adhoe网络的基于双线性配对的混合门限签名算法。该算法可以有效提高网络传榆效率、节省数据传输量。在安全性及效率上更能满足Adhoe网络及传感器网络的

2、需要。关键词：Adhoe网络；双线性配对；门限签名；门限共享秘密；网络安全；传感器网络中图分类号：TP309文献标志码：A文章编号：1001．3695(2010)08·3064—03doi：10．3969／j．issn．1001—3695．2010．08．67Bilinear—pairingbasedhybridthresholdsignatureschemeinAdhocnetworkHUANGSu·shah，QIANHai—feng(Dept．ofComputerScience＆Technology，Eoa

3、tChinaNormalUniversity，Shanghai200062，China)Abstract：InordertoimprovethesignatureandsecretkeysecurityinAdhoenetwork，thispaperproposedabilinear-pairingbasedhybridthresholdsignatureschemewhichwasbasedonbilinear—pairingandcombinedwithhybridthresholdsignature．Th

4、eproposedschemecannotonlyimprovethenetworktransmissionefficiencyandsavebandwidth，butalsomakethesecurityandefficiencymoresuitablefortheAdhoeandsensornetwork．Keywords：Adhoenetwork；bilinearpairing；thresholdsignature；thresholdsharedsecret；networksecurity；sensorn

5、etworkAdhoe网络是一种新型网络结构，网络中的节点由装配着无线收发装置的移动终端构成，并通过传输范围有限的移动终端间的互相协作和自我组织来实现网络的互连以及数据传输，它的出现推动了在任意环境下自由通信技术的发展进程。由于这种网络具有无中心、自组织、动态拓扑等特点，目前在军事、民用和商业领域中都有着广泛的应用。但是由于无线通信的信号容易获取，Adhoe网络很容易造成信息泄漏。因此，需要采用有效的措施来保证路由信息和数据的私密性。同时自组织的节点容易受到攻击，被攻破并俘获的概率较大，因此需要加强对每个节点中

6、自身密钥的保护以加强Adhoe网络的安全。另一方面，Adhoe中的节点主要由无线传感器组成，网络资源有限，从而使得需要大量数据交互的传统签名不再适用。对于密钥容易被泄露的问题，在1991年，Desmedt等人¨o率先提出了基于RSA的(t，n)f-i限数字签名方案，随后基于不同公钥密码体制的门限签名方案被陆续提出旧J。在(t，n)f3限签名中，通常把密钥拆分成t／,份，分别由／1．个成员持有。只有t个或者￡个以上的成员才能生成合法签名，从而减少了单个成员密钥泄露造成的危险。这对节点容易被入侵的Adhoe网络来说

7、，非常具有吸引力。Adhoe网络中的每个节点可以把密钥拆分后由凡个周围节点共享，通过门限签名来保护密钥。但是，(t，n)门限签名的密钥共享技术大多采用多项式插值原理，当群体内部的恶意成员数大于门限值t时，他们合作就有可能获取密钥，进而假冒节点签名”J。文献[4]提出了抵抗成员欺骗的方法，但是计算量较大。文献[5]提出了一种应用于服务器协助的混合门限签名，解决了参与门限签名成员不完全可信的情况下，通过赋予不同成员签名的权重，从而防止恶意成员合谋伪造签名。但是，文章只给出了一个框架思路，没有具体的实现。针对以上几个

8、问题，本文在现有密码体制的基础上提出了适用于Adhoe网络的基于双线性配对的门限签名算法。该方案利用双线性配对从而减少了密钥长度，提高运算速度，以适应Adhoe网络对带宽要求高的特点。同时根据文献[5]的思路，在基于双曲线配对的门限签名方案中加入混合签名机制，即把签名的成员分为两类：一个签名者和n个参与者，只有签名者主动要求签名后，同时在n个参与者中有t个参与者参与签名，才能生成合法的