安全有效的可验证加密签名方案

发布于:2021-10-16 04:16:23

96 2013, 49 (20) Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用 安全有效的可验证加密签名方案 潘 帅, 高德智, 翟正元, 李晓琳 PAN Shuai, GAO Dezhi, ZHAI Zhengyuan, LI Xiaolin 山东科技大学 信息科学与工程学院, 山东 青岛 266590 College of Information Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China PAN Shuai, GAO Dezhi, ZHAI Zhengyuan, et al. Safe and effective verifiably encrypted signature scheme. Computer Engineering and Applications, 2013, 49 (20) : 96-99. Abstract:Since the fairness of the existing Verifiably Encrypted Signature (VES)scheme depends entirely on a neutral arbiter, a safe and effective ID-based VES scheme is proposed on the basis of Shim ’ s signature scheme. An adjudicator signs a guarantee to avoid refusing to resume the common signature when resolving conflicts, thereby the equity of exchange signature protocols is enhanced. Compared to the previous schemes, the proposed scheme has less pairing operations and higher security. At last, the proposed scheme is provably secure in the random oracle model under the CDH problem assumption. Key words: bilinear pairings; identity-based; Verifiably Encrypted Signature (VES) ; guarantee; random oracle model 摘 要: 针对目前可验证加密签名方案的公*性完全依赖仲裁者中立问题, 基于 Shim 的数字签名方案, 提出一个安全有效 的基于身份的可验证加密签名方案。方案中仲裁者对自己的保证书签名, 有效地解决了仲裁者在解决冲突时拒绝恢复普 通签名问题, 从而加强了交换签名的公*性。与已有的方案相比, 该方案不仅具有极少的对运算, 而且具有更高的公* 性。在 CDH 问题难解的假设下, 该方案在随机预言模型中可证明是安全的。 关键词: 双线性对; 基于身份; 可验证加密签名; 保证书; 随机预言模型 文献标志码: A 中图分类号: TP309 doi: 10.3778/j.issn.1002-8331.1201-0136 1 引言 公*交换协议是电子商务活动中一种重要的安全协 性, 即任给一个 VES, 敌手很难由 VES 恢复出相应的普通 签名。 *几年, 研究人员提出了多种可验证加密签名方案。 Boneh 等 人 [2] 利 用 BLS 短 签 名 [3] 构 造 了 一 个 安 全 高 效 的 VES 方案; Gu 等人 [4] 在 Hess 签名方案 [5] 的基础上提出了一 个基于身份的 VES 方案, 但文献 [6]中证明了该方案缺乏可 验证性和可恢复性, 并且该方案还易遭受合谋攻击。 2007 年, Kwon 等人 [7]利用 Hess 的基于身份的签名方案设计了一 个新的可证安全的基于身份的可验证加密签名方案。但 这些方案都存在不足之处, 即均假设仲裁者在任何条件下 都是完全可信的第三方, 而在现实生活中, 这种完全可信 的第三方并不存在, 当出现一些利益和职责纠纷时, 仲裁 者可能并不愿意恢复签名, 具有一定免责性。 针对上述现实问题, 在假设仲裁者是不完全可信第三 方的前提下, 本文结合 Shim[8] 的数字签名方案设计了一个 新的基于身份的可验证加密签名方案。在协议过程中, 仲 裁者写下保证书保证解决冲突时一定恢复出相应的普通 议, 用来保证网络环境下, 参与交换的各方以一种公*的 方式交换信息, 要么任何一方都可以得到对方的信息, 要 么都得不到对方的信息。可验证加密签名 (VES) 作为设计 公*交换协议的基本模块由 Asokan 等人 [1] 提出, 是普通数 字签名的一种扩展。 VES 一般涉及三个参与方: 签名者、 验证者、 仲裁者 (TTP) , 这类协议的基本思想是签名者根据 其对某一消息的原始签名, 利用仲裁者的公钥进行加密产 生可验证加密签名 VES 并发送给验证者, 验证者可以验证 加密签名的有效性但除此之外得不到任何信息。仲裁者 一开始并不参与交换过程, 参与方通过他们自己交换各自 数据, 如果在交换过程中由于某一方的不诚实行为或者是 因为网络错误而在双方之间发生争执, 可 以 通 过 TTP 从 VES 中恢复出普通签名从而保证公*性。 Boneh 等 指出 [2] 一个可验证加密签名方案应满足两个安全要求: (1) 不可 为造性, 即敌手伪造一个有效的 VES 是困难的; (2) 不透明 基金项目: 青岛市科技发展

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