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两种可证明安全的短签名方案研究及其应用

陈祚松  
【摘要】:随着无线网络技术和物联网技术的发展,应用环境普遍存在计算能力较弱和带宽受限的问题,这对于数字签名技术的深化应用是一个巨大的挑战。而短签名方案由于自身特点,其签名长度为普通签名的一半,可以很好地适用于计算能力受限和带宽受限的环境,并可以提高存储效率和传输效率。本文重点在短签名基础上对无证书数字签名和代理签名进行了分析与研究。具体研究成果如下:1.鉴于传统的无证书数字签名方案容易存在公钥替换攻击问题,对传统的无证书数字签名定义进行了改进,并在新的无证书数字签名定义的基础上提出了一个无证书短签名方案。然后在Inv-CDH困难问题和随机预言机模型下证明了方案是存在性不可伪造的。最后对方案进行效率分析对比和代码实现。2.为了能适用于计算能力较弱和传输能力受限的应用环境,提出了一个基于双线性映射的短代理签名方案。然后在随机预言机下基于计算性Diffie-Hellman困难问题和k-碰撞攻击算法问题证明了方案是存在性不可伪造的。最后对方案进行了效率分析对比和代码实现。3.对电力无线APN虚拟专网的电压监测装置信息安全接入协议进行了分析,指出了密钥协商协议和数据加密传输协议中的不足之处,然后结合新的无证书短签名方案对协议进行了改进,有效地实现了协议报文的来源可靠性认证和报文完整性保护。


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