两种无证书代理签名的密码学分析及改进

为了降低计算开销,许春根提出一种无对运算的无证书代理签名方案;张俊茸提出一种无证书代理环签名方案,融合了无证书密码体制、代理签名和环签名的优点。分析指出,许春根方案的代理密钥产生算法存在严重缺陷,致使代理人无法进行有效签名;张俊茸方案存在原始签名人密钥泄露及仿冒授权攻击、公钥替换攻击和匿名性缺陷。针对上述问题,提出了改进方案,弥补了已有方案的安全缺陷,且计算性能较优。     

一种新的无证书的代理环签名方案

在不失基于身份的公钥体制密钥管理简单的前提下,无证书公钥密码体制克服了其所固有的密钥托管缺陷,简化了传统公钥体制负担过重的密钥管理问题。鉴于无证书密码体制的优点,结合代理签名和环签名的优点,提出了一种新的高效的无证书的代理环签名方案。该方案没有密钥的托管问题,也不需要管理证书,并且满足代理环签名方案所有的安全性要求。与现有方案相比,新方案的有效性显著提高。     

标准模型下的无证书代理环签名方案

由于无证书公钥密码体制是一种新型公钥密码体制,它既克服了密钥托管问题,又不需要使用公钥证书,而在标准模型下所构造的方案与在随机语言模型下所构造的方案相比,具有更高的可证安全性,因此,该文在标准模型下,提出了一个无证书代理环签名方案。与现有的代理环签名方案相比,它具有更高的执行效率和可证安全性,能够归约于CDH（computational diffie-Hellman）问题假定。分析结果表明：它既能有效抵制来自密钥生成中心和授权人的伪造攻击,又能满足代理环签名的其他安全性需求;并且,该方案具有更高的执行效率,只需要两次对运算。     

一个无证书代理签名方案的安全性分析

无证书公钥密码体制消除了公钥基础设施中的证书,同时解决了基于身份的公钥密码体制中的密钥托管问题.最近,樊睿等人在一个无证书签名方案的基础上提出了一个无证书代理签名方案,并声称该方案满足无证书代理签名方案的所有安全性质.可是,通过对该无证书代理签名方案进行分析,证明了该方案对于无证书密码体制中两种类型的攻击即公钥替换攻击和恶意KGC(Key Generating Centre)攻击都是不安全的.给出了攻击方法,分析了其中的原因并提出了相应的防止措施.     

无证书的代理盲签名方案

结合代理签名和盲签名的特点,提出了一种无证书的代理盲签名方案。新方案采用了无证书公钥密码体制,解决了基于证书签名方案的证书管理问题和基于身份签名方案的密钥托管问题。分析表明,该方案不仅满足代理盲签名所要求的所有性质,而且方案中密钥生成中心（KGC）与用户间不再需要可信的安全通道,更加适合实际应用。     

新的无证书的代理签名方案

已有的代理签名方案,大多是基于证书的密码体制或者基于身份的密码体制提出的,都存在证书的管理问题或密钥的托管问题。基于无证书密码体制的优点,在无证书公钥密码体制的基础上提出了一种新的代理签名方案。分析表明, 该方案不需要证书的管理,也没有密钥的托管问题,满足代理签名所要求的所有性质,且在效率上优于已有的基于身份的代理签名方案。     

一种新的无证书代理签名方案

与基于证书的传统公钥密码体制不同,无证书密码体制不需要对证书管理的额外开销,避免了基于身份的公钥密码体制密钥托管问题。提出一种无证书代理签名方案,该方案满足代理签名的不可伪造性、不可否认性,可以防止签名权力的滥用且效率较高。     

基于区块链与国密SM9的抗恶意KGC无证书签名方案

无证书密码体制能同时解决证书管理和密钥托管问题,但其安全模型中总是假设TypeⅡ敌手（恶意密钥生成中心（KGC））不会发起公钥替换攻击,这一安全性假设在现实应用中具有一定的局限性。国密SM9签名方案是一种高效的标识密码方案,它采用了安全性好、运算速率高的R-ate双线性对,但需要KGC为用户生成和管理密钥,存在密钥托管问题。针对以上问题,基于区块链和国密 SM9 签名方案提出一种抗恶意KGC无证书签名方案。所提方案基于区块链的去中心化、不易篡改等特性,使用智能合约将用户秘密值对应的部分公钥记录在区块链上,在验签阶段,验证者通过调用智能合约查询用户公钥,从而保证用户公钥的真实性。用户私钥由KGC生成的部分私钥和用户自己随机选取的秘密值构成,用户仅在首次获取私钥时由KGC为其生成部分私钥来对其身份标识符背书。随后可以通过更改秘密值及其存证于区块链的部分公钥实现私钥的自主更新,在此过程中身份标识保持不变,为去中心化应用场景提供密钥管理解决方法。区块链依靠共识机制来保证分布式数据的一致性,用户部分公钥的变更日志存储在区块链中,基于区块链的可追溯性,可对恶意公钥替换攻击行为进行溯源,从而防止恶意KGC发起替换公钥攻击。基于实验仿真和安全性证明结果,所提方案签名与验签的总开销仅需7.4 ms,与同类无证书签名方案相比,所提方案能有效抵抗公钥替换攻击,且具有较高的运算效率。     

一个安全无证书的盲签名方案

提出了一个安全无证书的盲签名方案。新方案预运算e(P,P)=g作为系统公开参数,无需使用特殊的MapToPoint哈希函数,提高了方案的计算效率;同时方案中密钥生成中心（KGC）与用户间不再需要可信的安全通道,更加适合实际应用。此外新方案采用了无证书公钥密码体制,解决了基于证书签名方案的证书管理问题和基于身份签名方案的密钥托管问题。在q-SDH和CDH困难假设下新方案是不可伪造的。     

没有双线性对的无证书签名方案的分析与改进

无证书公钥密码体制不需要证书对公钥进行认证,同时也克服了基于身份密码体制中存在的密钥托管问题。通过对一个没有双线性对的无证书签名方案进行了安全性分析,指出其对KGC攻击是不安全的。然后,对原方案进行了改进,改进后的方案同样没有对运算。改进方案的安全性基于离散对数困难问题。     

一种无证书的代理环签名方案

2003年,Zhang等人提出了代理环签名方案,具有代理签名和环签名的优点,在代理人代表授权人签名时,能提供代理人的匿名性。鉴于无证书密码体制的优点,在一种无证书的环签名的基础上,并在授权时采用短签名方案,提出一种无证书的代理环签名方案,该方案不需要证书的管理,也没有密钥的托管问题,并且满足代理环签名所要求的可验证性,无条件匿名性,不可伪造性,不可否认性,可鉴别性等性质。     

一个可证明安全的无证书盲环签名方案

为了设计一种有效的盲环签名方案, 同时克服公钥证书密码体制中的复杂证书管理以及基于身份密码体制中的密钥托管问题, 将盲环签名和无证书密码体制相结合, 充分利用两者的优势, 并通过使用双线性对技术, 在随机预言模型下基于k-碰撞攻击算法(k-CAA)困难问题和修改的逆计算Diffie-Hellman(mICDH)困难问题, 提出了一种有效的无证书盲环签名方案。最后, 对方案的正确性和安全性进行了分析, 证明了该方案满足适应性选择消息攻击下的存在不可伪造性、盲性和无条件匿名性。     

紧安全的环签名构造

对于一个密码方案而言,如何在安全证明中降低归约损失、实现紧归约是一个重要的问题。因为一般来说归约损失越大,就需要更大的参数来保证方案的理论安全强度,而在部署一个紧安全的密码方案的时候,则不需要牺牲效率来弥补归约损失。在这篇文章中,我们关注紧安全的环签名构造。环签名在2001年由Rivest等人首次提出,它允许用户在隐藏自己身份的同时进行签名,任何人都不能破坏环签名的匿名性,同时敌手不能冒充任意一个环成员生成相应的有效签名。虽然目前已有多种环签名的构造方案,但证明过程中的归约损失是高效实现的一大阻碍。在本文中,我们基于DDH假设在随机预言机模型下提出了一种环签名方案,其中安全证明的归约损失仅为常数,因此称为紧安全的环签名构造。在构造中,我们令每个用户的公钥由两个子公钥构成,用户私钥为其中一个子公钥对应的子私钥,再基于Goh与Jarecki提出的紧安全的EDL签名方案,我们利用标准的CDS变换构造了一个1/N-DDH非交互零知识证明系统,从而证明用户拥有有效的私钥,得到相应的环签名方案。得益于这种特殊的构造,在安全证明中我们不必使用分叉引理,也不必猜测敌手的目标公钥,从而实现了紧安全归约。此外,我们的方案可以用来构造附加其他性质的环签名方案,如可链接环签名,同时对于其他匿名签名方案的紧安全设计也具有启发意义。     

一种无证书的前向安全代理签名方案

结合前向安全性提出一个基于无证书公钥密码体制的代理签名方案。引入密钥更新算法,保证了代理签名方案的前向安全性。当代理签名者的代理密钥泄漏后,攻击者不能伪造当前时段以前的代理签名,从而减小了密钥泄漏所带来的损失。分析结果表明,新方案可避免基于证书密码系统的证书管理问题和基于身份的密钥托管问题。     

新的无证书代理盲签名方案

无证书公钥密码学既不存在传统的公钥密码系统的证书管理耗费,也不存在基于身份的密码系统中的密钥托管问题,安全且高效。研究了代理盲签名方案的构造和应用,发现现有的无证书代理盲签名方案较少,而在无证书密码系统中研究代理盲签名会更容易满足其在电子投票、电子银行等应用领域中对安全性和高效性的要求。 基于双线性对知识和离散对数困难问题,提出了一种无证书代理盲签名方案,该方案满足盲性、不可伪造性、可鉴别性、不可否认性等性质。     

标准模型下高效的代理签名方案

代理签名方案允许原始签名者将自己的签名权力授权给代理签名者,使得代理签名者能够代表原始签名者对消息进行签名。提出了一个新的标准模型下可证安全的代理签名方案,其安全性基于q-强Diffie-Hellman困难问题,证明了该方案在标准模型下能够抵抗适应性选择消息攻击下的存在性伪造。与已有的方案进行比较,提出的方案需要较少的公共参数,实现了紧凑的安全归约,并且在密钥生成、标准签名、授权生成、代理签名生成等阶段具有较高的效率。     

Delegation of signing rights using certificateless proxy signatures

A proxy signature scheme allows a proxy signer to sign messages on behalf of an original signer within a given context. It has lots of practical applications in distributed systems, grid computing, mobile agent applications, distributed shared object systems, global distribution networks, and mobile communications. In the last years, fruitful achievements have been seen in certificateless public key cryptography which has the advantages of no certificate management and no key escrow compared with traditional public key cryptography and identity-based public key cryptography respectively. However, the existing certificateless proxy signature schemes is either insecure or without formal security analysis. In this paper, we formalize the security model of certificateless proxy signature schemes and propose a provably secure certificateless proxy signature scheme with formal security proof under the computational Diffie–Hellman assumption.