基于可追踪动态群签名的公平离线电子现金系统
[Abstract]:Electronic Cash (Electronic Cash, E-cash) is a currency that flows in the form of data. Compared with traditional cash, e-cash not only has the digital representation and storage form, but also has the characteristics of anonymity, non-forgery and off-linearity, which can meet the needs of people to trade easily and quickly through the network. E-cash has become the research hotspot of scholars all over the world. Although e-cash has many advantages and characteristics, there are still some key technical problems that need to be studied urgently. The existing e-cash systems mainly have the following limitations and shortcomings: (1) the security of the system is weak, and the security of the system often depends on the random prediction model; (2) the functional design of the system is not perfect, for example, the users can not join the system dynamically and the single bank is overburdened; (3) there are too many interactions between the two sides when the system runs, which leads to the high cost of communication, which makes the electronic cash system difficult to be applied in practice. Based on the theoretical research and analysis of the existing electronic cash system, this paper focuses on the above-mentioned deficiencies. In order to realize dynamic join of members and traceability of group signature, a novel traceable dynamic group signature scheme is designed in this paper. This scheme is based on BSZ security model and adopts the idea of Waters signature. Implement the anonymity and non-forgery of group signature. Based on this group signature scheme, a fair off-line e-cash system with CCA anonymity under the standard model is constructed, and the architecture and protocols of the proposed e-cash system are described in detail. The strict security proof under the standard model is given. It is proved that it has the properties of CCA anonymity, non-forgery, traceability and non-repeatability. Finally, a fair offline e-cash prototype system with CCA anonymity is designed and implemented. The e-cash system consists of four entities: central bank, local bank, customer and merchant. Compared with the traditional e-cash system, this system realizes the multi-bank structure in the design, so that the central bank does not have to participate in every cash issue, so it can effectively solve the bottleneck problem of the performance in the e-cash transfer system. The system uses Groth-Sahai non-interactive zero-knowledge proof technology to realize non-interactive anonymous identity authentication between protocols, which greatly improves the security efficiency of cash transactions. The function of the proposed scheme is verified by the prototype system. The performance analysis shows that the electronic cash system proposed in this paper achieves higher communication efficiency without losing the computational cost compared with the existing similar systems.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:F832.2;TP309
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,本文编号:2439208
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