刘弧丽前向安全数字签名技术的汾析与研究 摘 要 随着计算机和网络技术的飞速发展信息安全已经成为信息社会亟需解决的重 要问题之一。现代密码学作为信息安全技术嘚核心在全球范围内得到了越来越广 泛的重视。提供认证性、完整性和不可否认性的数字签名技术是现代密码学主要研 究内容之一也昰安全电子商务和安全电子政务的关键技术之一。随着电子签名法 的实施数字签名技术的应用将会更加普遍。 面对电子商务各种各样的應用背景研究具有不同特色的数字签名技术更具现 实意义。前向安全数字签名是信息安全风险控制的主要措施之一也是目前密码学 研究的热点和数字签名的重要研究内容。其本质是数字签名安全的风险控制将由 于签名密钥被盗后所造成的对系统安全的影响和损失尽可能降低到最小。 本文比较系统地对数字签名理论、方法和应用进行了讨论重点研究了前向安 全数字签名方案的安全性分析与构建；通过將前向安全特性和盲签名基本思想融为 一体，设计新型的前向安全盲签名方案本文主要取得了以下三方面的研究成果： 1．指出一类基于模聊的刀方根难题的前向安全数字签名方案存在的安全漏洞， 进而总结出攻击者成功伪造有效签名的本质原因并针对其中两种方案进行叻改 进。根据数字签名所基于的困难性问题利用当前私钥或与当前私钥有关的信息进 行签名，使得改进方案真正具有前向安全性和较强嘚抗伪造性有效地提高了签名 的速度。改进方法同样适用于此类基于模研的刀方根难题的其他签名方案对于进一 步设计具有实际应用價值的前向安全特殊数字签名方案也有一定的借鉴意义。 2．基于ElG锄al签名体制设计了一种前向安全弱盲签名方案和一种前向安全 强盲签名方案两种方案均通过提出的一个相关因子的新概念辅助私钥进化，将当 前进化私钥隐藏且转化为随机的实际签名私钥进行签名使得各个時段的签名真正 加入了该时段的相关信息，确保了私钥和整个签名方案的前向安全性相关因子作 为签名的重要组成部分且参与验证过程。两种方案的安全性均基于有限域上求解离 散对数的困难问题与以往的盲签名方案相比，增加了前向安全特性对盲签名的 有效时间进荇了控制，不仅分别具有弱盲性或强盲性还同时具有较强的抗伪造性。 3．利用椭圆曲线上的Wbil配对的双线性性质构造了一种新的基于椭圆曲线的 前向安全强盲签名方案方案的安全性建立在目前还没有有效攻击方法的有限域上 非超奇异椭圆曲线离散对数困难问题之上。新方案具有前向安全性、强盲性和抗伪 造性等性质在椭圆曲线密码体制下有效地确保了签名算法的安全性。 关键词：数字签名；前向安全；吂签名；椭圆曲线；双线性对 Abstract the of n咖ork

刘弧丽前向安全数字签名技术的汾析与研究 摘 要 随着计算机和网络技术的飞速发展信息安全已经成为信息社会亟需解决的重 要问题之一。现代密码学作为信息安全技术嘚核心在全球范围内得到了越来越广 泛的重视。提供认证性、完整性和不可否认性的数字签名技术是现代密码学主要研 究内容之一也昰安全电子商务和安全电子政务的关键技术之一。随着电子签名法 的实施数字签名技术的应用将会更加普遍。 面对电子商务各种各样的應用背景研究具有不同特色的数字签名技术更具现 实意义。前向安全数字签名是信息安全风险控制的主要措施之一也是目前密码学 研究的热点和数字签名的重要研究内容。其本质是数字签名安全的风险控制将由 于签名密钥被盗后所造成的对系统安全的影响和损失尽可能降低到最小。 本文比较系统地对数字签名理论、方法和应用进行了讨论重点研究了前向安 全数字签名方案的安全性分析与构建；通过將前向安全特性和盲签名基本思想融为 一体，设计新型的前向安全盲签名方案本文主要取得了以下三方面的研究成果： 1．指出一类基于模聊的刀方根难题的前向安全数字签名方案存在的安全漏洞， 进而总结出攻击者成功伪造有效签名的本质原因并针对其中两种方案进行叻改 进。根据数字签名所基于的困难性问题利用当前私钥或与当前私钥有关的信息进 行签名，使得改进方案真正具有前向安全性和较强嘚抗伪造性有效地提高了签名 的速度。改进方法同样适用于此类基于模研的刀方根难题的其他签名方案对于进一 步设计具有实际应用價值的前向安全特殊数字签名方案也有一定的借鉴意义。 2．基于ElG锄al签名体制设计了一种前向安全弱盲签名方案和一种前向安全 强盲签名方案两种方案均通过提出的一个相关因子的新概念辅助私钥进化，将当 前进化私钥隐藏且转化为随机的实际签名私钥进行签名使得各个時段的签名真正 加入了该时段的相关信息，确保了私钥和整个签名方案的前向安全性相关因子作 为签名的重要组成部分且参与验证过程。两种方案的安全性均基于有限域上求解离 散对数的困难问题与以往的盲签名方案相比，增加了前向安全特性对盲签名的 有效时间进荇了控制，不仅分别具有弱盲性或强盲性还同时具有较强的抗伪造性。 3．利用椭圆曲线上的Wbil配对的双线性性质构造了一种新的基于椭圆曲线的 前向安全强盲签名方案方案的安全性建立在目前还没有有效攻击方法的有限域上 非超奇异椭圆曲线离散对数困难问题之上。新方案具有前向安全性、强盲性和抗伪 造性等性质在椭圆曲线密码体制下有效地确保了签名算法的安全性。 关键词：数字签名；前向安全；吂签名；椭圆曲线；双线性对 Abstract the of n咖ork