基于HECC的动态门限数字签名及其应用研究

发布时间：2017-03-27 05:08

  本文关键词：基于HECC的动态门限数字签名及其应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：公钥密码的出现促使了数字签名技术的产生,数字签名技术在现代盛行的网络电子交易中发挥着不可替代的重要作用。以RSA公钥密码为基础的数字签名技术在网络身份认证中扮演着重要的角色。将门限秘密共享和普通数字签名方案相结合形成了门限数字签名方案,门限数字签名具有门限秘密共享一样的灵活性:少数成员的缺席不会影响数字签名的正常进行,同时它将签名密钥分发给群体的所有成员,相比于普通数字签名又更加安全。在实际应用中,往往需要根据不同的信息从群体中选取不等数量的成员参与门限数字签名,因此门限数字签名的基础上又形成了动态门限数字签名方案。随着现代计算计算能力的不断增强,以大数分解难题为基础的RSA公钥密码需要的密钥长度及所需操作数的长度逐渐增加,并且随着量子计算的兴起,基于量子计算的Shor算法将能分解任意极大整数。因此,RSA加密在不久的未来将不再安全。新型的基于离散对数难题的椭圆曲线密码(ECC)逐渐引起国内外学者的极大重视,对ECC的研究也不断深入,虽然ECC已被投入应用,但其普及程度远远不及RSA。随后又出现了超椭圆曲线密码体制(HECC),HECC源自ECC,相比于ECC又有更好的优势:在较小的域内就可以找到安全的超椭圆曲线,这样可以使得在相同的安全条件下HECC的操作数更短,自HECC被提出以来就得到了很大的发展,国内外学者纷纷将原来基于RSA的各种协议方案移植到HECC上,以HECC为基础的各种协议方案层出不穷。本文主要研究工作如下:(1)对门限数字签名方案进行相关的研究。针对当前门限数字签名方案存在的问题,提出了一个基于HECC的门限数字签名方案。(2)对动态门限数字签名方案进行研究,针对当前方案存在的问题,设计新的方案。根据多门限多秘密共享协议提出了一种安全的基于超椭圆曲线密码体制(HECC)的动态门限数字签名方案,并和已有的方案进行了对比。(3)采用的NTL库实现超椭圆曲线密码体制,并在此基础上实现本文所设计的动态门限数字签名方案,对方案的正确性、安全性进行分析,同时也对超椭圆曲线上除子的各种标量乘法的效率进行了比较。
【关键词】：超椭圆曲线密码体制 数字签名 动态门限数字签名 多门限多秘密共享协议 标量乘法
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN918.91
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 门限数字签名9-10
• 1.2.2 超椭圆曲线密码10-11
• 1.3 研究工作的主要内容11-12
• 1.4 本文的组织安排12-13
• 第二章 基础知识13-26
• 2.1 群、环、域理论13-14
• 2.1.1 群13-14
• 2.1.2 环14
• 2.1.3 域14
• 2.2 超椭圆曲线密码体制14-18
• 2.2.1 超椭圆曲线15
• 2.2.2 除子15-17
• 2.2.3 除子的基本运算17-18
• 2.2.4 超椭圆曲线密码18
• 2.3 秘密共享理论18-19
• 2.3.1 Shamir秘密共享方案18-19
• 2.3.2 Peterson可验证的秘密共享方案19
• 2.4 超椭圆曲线上除子的标量乘法19-25
• 2.4.1 滑动窗口算法20-22
• 2.4.2 基于自同态标量乘法22-23
• 2.4.3 标量乘算法的运算效率比较23-24
• 2.4.4 几种曲线的自同态24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 门限数字签名的研究26-31
• 3.1 门限数字签名方案及其存在的问题26-29
• 3.1.1 Xie的门限数字签名方案26-28
• 3.1.2 张文芳的密钥分发方案28
• 3.1.3 方案存在的问题28-29
• 3.2 基于HECC的门限数字签名方案29-30
• 3.2.1 参数初始化29
• 3.2.2 部分签名的生成29-30
• 3.2.3 门限数字签名的生成30
• 3.2.4 门限签名的验证30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 HECC上的动态门限数字签名的研究31-44
• 4.1 多秘密共享方案31-33
• 4.1.1 Chan的多门限多秘密共享方案31-32
• 4.1.2 改进的多门限密钥分发方案32-33
• 4.2 李慧贤的动态门限数字签名方案33-35
• 4.2.1 系统参数的选取33
• 4.2.2 成员密钥分配33-34
• 4.2.3 动态门限数字签名的生成34
• 4.2.4 签名的验证34-35
• 4.2.5 李慧贤的方案存在的问题35
• 4.3 Javier的动态门限数字签名方案35-37
• 4.4 一种新的动态门限数字签名方案37-39
• 4.4.1 成员密钥生成协议37-38
• 4.4.2 成员签名协议38-39
• 4.4.3 门限数字签名生成协议39
• 4.4.4 动态门限数字签名验证算法39
• 4.5 方案的分析与讨论39-43
• 4.5.1 方案的正确性分析39-40
• 4.5.2 方案的安全性分析40-41
• 4.5.3 方案比较41-43
• 4.6 本章小结43-44
• 第五章 基于HECC动态门限数字签名方案的实现44-56
• 5.1 NTL库简介44-45
• 5.2 系统功能及动态门限签名流程图45-46
• 5.3 系统功能实现46-55
• 5.3.1 系统重要数据结构及关键代码47-50
• 5.3.2 动态门限签名的核心代码50-53
• 5.3.3 系统功能演示53-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 工作总结56-57
• 6.2 下一步工作及展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录62-63

  本文关键词：基于HECC的动态门限数字签名及其应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：269898