摘 要: 多重群簽名是既具有群簽名的性質(zhì),又具有多重數(shù)字簽名性質(zhì)的特殊的群簽名,。在基于中國剩余定理的群簽名的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),,引入橢圓曲線的Schnorr型廣播多重數(shù)字簽名,將動態(tài)群簽名方案與多重數(shù)字簽名理論巧妙地結(jié)合起來,,提出了一個基于橢圓曲線的Schnorr型高效的廣播多重群簽名方案,。方案中群成員可以高效動態(tài)增刪,簽名時加入時間戳,,防止消息重放,,并且綜合橢圓曲線和Schnorr數(shù)字簽名的密鑰短、速度快的優(yōu)勢,,實現(xiàn)了方案的安全高效,,適用于智能終端系統(tǒng)中,實用性更強(qiáng),。
關(guān)鍵詞: 群簽名,;多重簽名;多重群簽名,;Schnorr,;橢圓曲線,;中國剩余定理
群簽名首先由Chaum和Van Heyst提出[1],隨后人們對其進(jìn)行了大量的研究,。隨著電子商務(wù)和電子政務(wù)大范圍的應(yīng)用與普及,,許多應(yīng)用環(huán)境對群簽名提出了多種特殊的要求,而傳統(tǒng)的群簽名方案難以提供較好的解決辦法,,因此各種基于群簽名的特殊群簽名方案被相繼提出,,成為了群簽名研究中一個值得關(guān)注的方向。多重群簽名是用于解決幾個群體同時對一個消息進(jìn)行簽名的特定應(yīng)用環(huán)境,,目前對此方面的研究還處于起步階段,。2007年,譚遜等人首次提出了一種新群簽名技術(shù)——多重群簽名[2],,該方案簡單,,但簽名長度與簽名群體呈線性關(guān)系,導(dǎo)致效率偏低,,實用性不強(qiáng),。2009年,黃華提出了一種基于離散對數(shù)的無序多重群簽名方案[3]及一種基于離散對數(shù)的有序多重群簽名方案[4],,該方案加入身份識別和時間限制,,通信量大,效率不高,。2011年,,魯飛等人[5]在基于中國剩余定理的群簽名方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),綜合應(yīng)用RSA和Schnorr簽名算法,,并滿足了非關(guān)聯(lián)性,,方案具有動態(tài)增刪群簽名、密鑰短,、運(yùn)算速度快及安全性高的特點(diǎn),。本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),并結(jié)合多重數(shù)字簽名[6]理論構(gòu)建高效的多重群簽名方案,。
由上述推論過程可得,,Uv收到簽名(si,ri,,R,,ti)后驗證vi=rimodn是否成立,才能確定所有簽名是否有效,。
3 安全性和性能分析
3.1 滿足群簽名的安全性
?。?)匿名性:一個群成員簽名之后,只有群管理員能確定簽名人的身份,。
?。?)防偽造性:各簽名者把其公鑰和群管理員身份信息即(yk,,IDGAk)已在SMC注冊,所以只有群成員才能產(chǎn)生有效的簽名,。
?。?)可追蹤性:群管理員可以通過在SMC的注冊信息,通過驗證xk+1′=(IDGAyk+1)-d是否成立,,可以確定簽名人的身份,。
(4)抗聯(lián)合攻擊:簽名者簽名時,,需要SMC的配合才能生成真正的簽名,,其他子集合無法產(chǎn)生有效的簽名。
3.2 多重簽名的安全性
本文是基于橢圓曲線體制,,方案的安全性是基于橢圓曲線的離散對數(shù)問題,保證了方案體制上的安全性,。若攻擊者以Uc的身份偽造所有的簽名是困難的,,所以防偽造性強(qiáng)。
3.3方案性能分析
方案基于橢圓曲線,,其密鑰長度小,、安全性能高,整個數(shù)字簽名耗時??;其次,Schnorr數(shù)字簽名比ElGamal,、RSA密鑰短,,較現(xiàn)有的其他基于橢圓曲線的多重數(shù)字簽名運(yùn)算速度快。因此,,本方案綜合應(yīng)用橢圓曲線和Schnorr密碼體制密鑰小,、速度快等優(yōu)點(diǎn),降低了通信成本,,更具有安全性和實用性,。
本文提出了一個新的基于橢圓曲線的Schnorr型高效廣播多重群簽名方案,方案基于橢圓曲線,,安全性更高,,且對存儲空間和帶寬要求小,具有廣泛的應(yīng)用前景,,同時結(jié)合Schnorr數(shù)字簽名的密鑰短,、速度快的優(yōu)勢,與現(xiàn)有的其他多重群簽名方案比較,,此方案更加靈活,、安全,、高效。
參考文獻(xiàn)
[1] CHAUM D,, VAN HEYST E. Group signatures[A]. In EUROCRYPT′91[C]. Berlin:Springer-Verlag,,1991(547):257-265.
[2] 譚遜,孫艷蕊.一種新群簽名技術(shù)——多重群簽名[J].計算機(jī)安全,,2007(6):30-31.
[3] 黃華.一種基于離散對數(shù)的無序多重群簽名方案[J].信息與電腦(理論版),,2009(7):102-103.
[4] 黃華.一種基于離散對數(shù)的有序多重群簽名方案[J].計算機(jī)與現(xiàn)代化,2010(7):58-59.
[5] 魯飛,,張亞平,,馬建軍.一種基于中國剩余定理的群簽名方案的密碼學(xué)分析和改進(jìn)[J].計算機(jī)應(yīng)用研究,2011,,28(6):2192-2195.
[6] LTAKURA K,,NAKAMURA K. A public key cryptosystem suitable for digital multi-signature[J]. Nec Research and Development, 1983,,71(10):1-8.