基于模糊身份的签密研究.doc

 贵 州 大 学 2011届 硕士研究生学位论文 基于模糊身份的签密研究 学科专业： 应用数学 研究方向： 密码学与信息安全 导 师： 彭长根 教 授 研 究 生： 高建平 中国﹒贵州﹒贵阳 2011年5月目 录 摘 要 1 Abstract 2 第一章 绪言 4 1.1 课题的背景及研究意义 4 1.2 国内外研究现状及水平 5 1.2.1 基于身份的密码体制 5 1.2.2 基于模糊身份的密码体制 6 1.2.3 签密体制的发展 7 1.3 论文的主要工作及章节安排 8 1.3.1 论文的主要工作 8 1.3.2 论文的章节安排 9 第二章 基础知识及相关方案 10 2.1 基础知识 10 2.1.1 双线性对 10 2.1.2 相关困难性问题 10 2.1.3 门限秘密共享 10 2.1.4 Hash函数 11 2.1.5 中国剩余定理 11 2.1.6 可证明安全 11 2.2 相关方案介绍 14 2.2.1 Sahai加密方案 14 2.2.2 Yang签名方案 16 2.2.3 Zhang签密方案 18 2.3 本章小结 20 第三章 基于模糊身份的签名研究 21 3.1 研究背景 21 3.2 形式化定义 21 3.3 无随机预言模型的基于模糊身份高效签名方案 22 3.3.1 Waters签名方案 22 3.3.2 新方案描述 23 3.3.3 安全性分析 24 3.3.4 效率分析 26 3.4 一个新的基于模糊身份签名方案 27 3.4.1 方案描述 27 3.4.2效率分析 29 3.4.3 安全性分析 29 3.5 本章小结 30 第四章 基于生物特征的签密研究 31 4.1 背景介绍 31 4.2 模糊提取器 32 4.3 Benoit-Libert签密方案 33 4.4 GDH群上基于生物特征的签密方案 34 4.4.1 方案描述 34 4.4.2 有效性及安全分析 35 4.5 本章小结 37 第五章 基于模糊身份签密的研究 38 5.1 背景介绍 38 5.2 形式化定义 38 5.3 新的基于模糊身份的签密方案 39 5.3.1 方案描述 39 5.3.2 安全性分析 41 5.3.3 效率分析 43 5.4 本章小结 44 第六章 总结与展望 45 6.1 全文总结 45 6.2 进一步的研究工作 46 致 谢 47 参考文献 48 附录A：作者攻读硕士期间发表的论文目录及参与的科研项目 51 附录B：学位论文原创性声明和关于学位论文使用授权的声明 52 基于模糊身份的签密研究 摘 要 基于身份密码体制的身份信息通常是确定的，如E-mail、IP地址、家庭住址等；但是在许多实际应用中，有时用户的身份信息。2005年，Sahai和Waters在欧洲密码学会上首次提出了基于模糊身份的加密体制，用户的身份信息一组描述性的属性集组成。体制提出了广泛的关注和研究但研究集中在加密及数字签名基于模糊身份的密体制研究甚少模糊身份的密体制。 本文的研究工作主要围绕模糊身份的签名签密展开，主要研究工作如下： 针对Hash函数返回值无随机性的缺点，设计了一种无随机预言模型的模糊身份签名方案。与已有的模糊签名方案相比，方案的构造没有采用Hash函数，且系统公开参数少、效率高；安全性可规约到计算Diffie-Hellman和离散对数困难假定。 基于中国剩余定理和Diffie-Hellman困难性假设，提出了一个新的基于模糊身份的签名方案，构造过程中没有双线性对运算，减少了计算开销，且系统公开参数少，并对其有效性及安全性进行了分析。 避免在传统身份签密的过程中，签密者需要向权威机构证明自己身份的繁琐过程，提出了一种基于生物特征的签密方案。减少了证书管理的开销，从而能更好的满足实际应用需求。 、把模糊身份概念引入到签密体制中，利用椭圆曲线上的双线性对性质及门限秘密共享的思想，以Sahai和Waters的方案为基础，提出了一个新的模糊身份签密方案。关键词：模糊身份；双线性对；签名；签密；随机预言模型 中图分类号：TP309；文献标识码：A The Research on Fuzzy Identity-Based Signcrption Abstract In an Identity Based Encryption system, any string like an IP address，e-mail or other identifies as a public key. However, sometimes the user’s id