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一种在标准模型下强不可锻造的基于属性的群签名方案及其应用

作　者: 钱毅
导　师: 赵一鸣
学　校: 复旦大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 基于属性群签名 ABGS 强不可锻造访问控制
分类号: TN918.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 55次
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内容摘要

基于属性的群签名(ABGS)是基于属性的密码学原语和群签名结合的产物。与传统群签名方案不同,群成员不再享有均等的签名能力,成员的签名能力由签名者自身属性决定。验证者可以向群成员发出带有特定断言要求的签名请求,只有满足断言要求的成员才能产生合法的签名,因此ABGS签名可以作为群成员满足特定断言的证明。ABGS具备强不可锻造性,只有满足特定断言要求的群成员才能产生最终签名,任何共谋、伪造手段都是无效的；用户隐私性保护,签名结果不泄漏签名者任何属性等信息,只能反映出签名者是否满足特定的断言；完全匿名性,合法签名者的身份需要进行保护,验证者不能根据签名区分出签名者的身份；完全可追踪性,对于非法滥用属性权限行使签名的群用户,群管理员可以追踪到其身份。本文对相关研究进行了分析,指出其中存在的缺陷和不足：已有的ABGS方案存在安全性基于随机预言、签名暴露用户属性隐私、群管理员职责过大等缺陷；基于门限算法保护用户属性隐私的ABS方案存在签名计算量大、签名大小随属性集合大小变化、添加用户属性私钥计算繁琐等缺陷。本文研究了上述不足的原因,提出改进设计和优化算法,在研究基础之上实现了在标准模型下强不可锻造的ABGS方案。与已有方案相比,本文方案具有更好的安全性、应用性和效率性,是第一个在标准模型下证明安全的ABGS方案。鉴于ABGS具有证明签名者满足断言要求的功能和基于属性等特征,本文提出利用ABGS方案实现分布式系统中基于属性的访问控制。

全文目录

目录  3-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章引言  7-10
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 本文贡献  8-9
  1.3 本文结构  9-10
第二章预备知识及定义  10-18
  2.1 使用的记号  10
  2.2 困难假设  10-11
    2.2.1 计算Diffie-Hellman(CDH)假设  10
    2.2.2 判定Diffie-Hellman(DDH)假设  10-11
    2.2.3 判定性子群假设  11
    2.2.4 抗碰撞散列假设  11
  2.3 双线性对  11-12
  2.4 基于属性的群签名模型  12
  2.5 安全性定义  12-18
    2.5.1 正确性  13
    2.5.2 完全的属性隐私性  13-14
    2.5.3 强存在不可锻造性  14-15
    2.5.4 存在不可锻造性  15-16
    2.5.5 完全的匿名性  16-17
    2.5.6 完全的可追踪性  17-18
第三章相关研究分析及算法设计  18-27
  3.1 基于属性的一般签名方案  18-19
    3.1.1 协议过程  18-19
    3.1.2 缺陷分析  19
  3.2 基于属性的门限签名方案  19-21
    3.2.1 协议过程  20
    3.2.2 缺陷分析  20-21
  3.3 基于属性的群签名方案  21-23
    3.3.1 协议过程  21-22
    3.3.2 设计缺陷分析  22-23
    3.3.3 安全性缺陷分析  23
  3.4 改进思路  23-25
    3.4.1 设计  23-24
    3.4.2 安全  24-25
  3.5 算法设计  25-27
    3.5.1 断言验证算法设计(如何保护隐私)  25
    3.5.2 高效算法设计(如何提高效率)  25-27
第四章基本构建模块  27-31
  4.1 Boneh-Shen-Waters的强不可锻造性转换机制  27
  4.2 Boyen-Waters的群签名方案  27-28
  4.3 属性树  28-29
  4.4 单调张成方案  29-31
第五章构建本文基于属性的群签名方案  31-36
  5.1 基于属性的群签名方案  31-35
  5.2 基于单调张成方案的实现  35-36
第六章协议安全性证明  36-46
第七章效率分析及应用  46-51
  7.1 效率分析  46-47
  7.2 分布式系统中基于属性访问控制  47-51
第八章总结  51-52
  8.1 结论  51
  8.2 展望  51-52
参考文献  52-56
致谢  56-57
硕士期间发表的论文  57-58

一种在标准模型下强不可锻造的基于属性的群签名方案及其应用

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