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标准模型下的短群签名在DAA协议中的应用研究

作　者: 宋扬
导　师: 李立新
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 可信计算平台直接匿名证明标准模型短群签名远程证明 TSS
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 60次
引　用: 1次
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内容摘要

近年来,可信计算技术被视为解决终端安全问题的根本出路而备受人们的关注。尤其是在平台隐私保护方面,TCG先后提出了Privacy-CA方案和DAA方案来实现平台身份的匿名证明。本文围绕DAA协议展开研究,对协议进行分析、改进及应用。首先分析了BCC、BCL及CMP等典型DAA协议存在的安全问题,针对仅在RO模型下考虑协议安全性的不足,提出将标准模型方法论应用于DAA协议。研究表明,标准模型下协议的安全性更接近于真实环境下的安全性。设计了标准模型下基于短群签名的DAA协议。在对比分析若干典型群签名方案的基础上,提出将标准模型下的短群签名方案作用于DAA协议,通过该方案具有的签名长度短、运行效率高及标准模型下可证安全等特性提高现有协议的安全性,同时兼顾协议执行效率;基于Fiat-Shamir启发式设计思想,完成了协议知识签名的数学构造,实现了非交互式零知识证明到知识签名的转化。证明了协议的安全性。对协议满足的安全特性进行了分析,并基于l-MOMSDH安全假设及“理想系统/真实系统”模型,实现了协议在标准模型下的安全性证明。分析表明,该协议在效率上与原有BCL协议保持相当的前提下,提高了现有协议的安全性,扩展了现有协议的适用范围。探讨了协议在远程证明系统中的应用。设计了一个基于平台完整性的远程证明系统,明确了各个模块的主要功能,构建了系统的关键模块。基于TCG技术标准及目前较为成熟的技术手段,给出了系统在Linux平台上的完整实现,验证了协议的有效性。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 课题来源及研究意义  10-11
    1.2.1 课题来源  10-11
    1.2.2 课题研究意义  11
  1.3 论文的主要工作  11-12
  1.4 论文的组织结构  12-14
第二章相关技术研究  14-24
  2.1 可信计算平台  14-18
    2.1.1 可信计算平台基本功能  14-15
    2.1.2 可信计算平台密钥及证书  15-16
    2.1.3 可信平台模块  16-17
    2.1.4 可信软件堆  17-18
  2.2 远程证明概述  18-20
    2.2.1 平台完整性度量  18-19
    2.2.2 平台完整性报告  19-20
  2.3 可证明安全理论  20-22
    2.3.1 随机预言模型  21
    2.3.2 标准模型  21-22
  2.4 标准模型下的短群签名  22-23
    2.4.1 安全假设  22
    2.4.2 形式化定义  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章典型DAA协议分析与研究  24-35
  3.1 BCC协议  24-33
    3.1.1 背景知识  24-26
    3.1.2 协议实体及假名  26-27
    3.1.3 协议原理  27
    3.1.4 协议描述  27-31
    3.1.5 安全分析  31-32
    3.1.6 存在的问题  32-33
  3.2 BCL协议及CMP协议  33-34
  3.3 问题的提出  34
  3.4 本章小结  34-35
第四章基于短群签名的DAA协议设计与证明  35-63
  4.1 需求分析  35-36
  4.2 设计目标及设计思想  36-37
    4.2.1 设计目标  36
    4.2.2 设计思想  36-37
  4.3 协议关键点  37-39
    4.3.1 标准模型下短群签名的选取  37-38
    4.3.2 基于Fiat-Shamir启发式的知识签名设计  38-39
    4.3.3 安全与效率的均衡化  39
  4.4 协议总体结构  39-42
    4.4.1 协议组成  39-40
    4.4.2 工作流程  40-42
  4.5 协议描述  42-49
    4.5.1 Setup算法  42
    4.5.2 Join协议  42-45
    4.5.3 Sign协议  45-47
    4.5.4 Verify算法  47-48
    4.5.5 Linking算法  48-49
    4.5.6 RogueTagging算法  49
  4.6 协议安全性分析  49-52
    4.6.1 正确性  49
    4.6.2 完备性  49-50
    4.6.3 用户可控匿名性  50-51
    4.6.4 用户可控追踪性  51-52
  4.7 协议在标准模型下的安全性证明  52-61
    4.7.1 证明原理  52-53
    4.7.2 证明过程  53-61
  4.8 比较与分析  61-62
  4.9 本章小结  62-63
第五章基于短群签名的DAA协议实现  63-72
  5.1 开发平台  63-64
  5.2 技术难点  64-65
  5.3 关键模块实现  65-71
    5.3.1 Setup模块  65-66
    5.3.2 Join模块  66-69
    5.3.3 Sign模块  69-70
    5.3.4 Verify模块  70-71
  5.4 本章小结  71-72
第六章基于短群签名的DAA协议在远程证明系统中应用  72-83
  6.1 基于平台完整性的远程证明系统设计  72-74
    6.1.1 需求分析  72
    6.1.2 关键技术  72-73
    6.1.3 总体架构  73-74
    6.1.4 工作流程  74
  6.2 证明模块  74-79
    6.2.1 可信硬件层  75-77
    6.2.2 可信度量层  77-78
    6.2.3 可信服务层  78-79
  6.3 验证模块  79-80
  6.4 系统实现  80-82
  6.5 本章小结  82-83
第七章总结与展望  83-85
  7.1 本文工作总结  83-84
  7.2 下一步工作计划  84-85
参考文献  85-88
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  88-89
致谢  89

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