基于身份的数字签名方案的研究

发布时间：2017-07-20 10:13

  本文关键词：基于身份的数字签名方案的研究

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【摘要】：近年来,信息技术发展的速度非常之快,它正在以革命的形式把信息社会推向一个更加高级的阶段。目前以及未来,信息将是一种资源,这种资源比石油更加珍贵,因此世界上的国家都在建设和争夺这种资源,可以说谁掌握了这种资源谁就把握了世界的未来。信息在军事、政府、医疗、金融、电子商务、电子政务等领域都发挥着不可或缺的重大作用,因此信息在这些领域的安全问题也越来越突出,越来越引起人们的关注。尤其涉及到个人隐私问题,例如病人的电子病历,个人的电子档案,个人的注册信息,个人存款信息等,当它们存储在个人计算机或需要运用网络进行传输的时候很有可能被不法分子截取、监听、泄露和造假。数字签名是信息安全领域方面的核心技术,它为信息提供了一系列的安全服务,比如在信息进行传输的过程中可以为信息提供认证性、完整性和不可否认性的服务。随着网络大众化,数字签名刚开始提出来的目的就是来代替日常生活中手工签名和印章的,大大促进了信息网络的发展。数字签名在网络中为信息传输起到了保驾护航的作用,在对信息安全系数要求较高的领域中应用广泛,比如在电子商务、电子政务、电子投票等领域。一般的数字签名是通过数字证书来进行管理,其核心是数字证书机构CA(Certificate Authority),自然就会存在证书存储、证书管理和证书托管的问题,这些问题会导致系统成本高昂,管理复杂。有问题就会有发展,为了解决出现的问题,提出了基于身份的数字签名。基于身份的数字签名也是近几年密码学领域中研究的热点。本论文在学习了密码学基础知识及国内外基于身份的数字签名方案的研究成果的基础上,做了以下研究工作:(1)学习了相关的数论理论基础,深入研究和分析了基于身份的加密密码体制,给出了基于身份的密码系统的运行流程和原理图,并与以PKI为主的公钥密码系统做了详细比较和分析,给出了分析的结果。(2)学习了数字签名的基本原理,分析了数字签名的相关技术,对数字签名技术在电子政务系统中的应用进行了探讨,并使用数字签名技术对某高校现有的一个电子选举方案进行了安全性改进,给出了改进流程。(3)对现有的基于身份的数字签名方案进行了分析和总结,指出了方案中可以改进的地方,构造了一种新的基于身份的数字签名方案,并在其安全性方面给出了分析和证明,最后对新方案进行了效率分析和总结,给出了总结结果和耗时仿真结果。
【关键词】：信息安全 密码体制 基于身份 数字签名
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN918.91
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 背景介绍及研究意义9-10
• 1.2 研究现状10-11
• 1.3 本文主要研究内容及工作11
• 1.4 论文的组织结构11-13
• 第二章 基础知识和相关概念13-20
• 2.1 三个基本概念13-14
• 2.1.1 环的概念13
• 2.1.2 群的概念13-14
• 2.1.3 域的概念14
• 2.2 数据完整性与Hash函数14-16
• 2.2.1 数据完整性14-15
• 2.2.2 Hash函数15-16
• 2.3 椭圆曲线16-18
• 2.3.1 椭圆曲线的定义16-18
• 2.3.2 椭圆曲线上双线性映射及其性质18
• 2.4 相关困难性问题18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 基于身份鉴别的密码系统架构研究20-34
• 3.1 密码术简介20-21
• 3.2 密码学的发展21-22
• 3.3 密码体制的分类22-24
• 3.3.1 对称密码体制22-23
• 3.3.2 公钥密码体制23-24
• 3.4 基于证书的公钥密码系统24-29
• 3.4.1 PKI体系结构24-25
• 3.4.2 PKI中关键技术25-28
• 3.4.3 PKI系统的复杂性及弊端28-29
• 3.5 基于身份的公钥密码思想29-30
• 3.6 基于身份密码系统的方案30-32
• 3.6.1 方案的流程30
• 3.6.2 方案的技术原理30-32
• 3.7 公钥基础设施PKI与基于身份加密体制IBE的比较32-33
• 3.8 本章小结33-34
• 第四章 数字签名技术34-46
• 4.1 数字签名的概述34
• 4.2 数字签名的立法34-35
• 4.3 数字签名的原理35-38
• 4.3.1 数字签名的形式化定义35-36
• 4.3.2 签名方案的定义36-37
• 4.3.3 数字签名中的技术37
• 4.3.4 签名与公钥加密的结合37-38
• 4.3.5 签名和Hash函数38
• 4.4 传统签名与数字签名的差异38-39
• 4.5 数字签名算法39-40
• 4.6 数字签名技术应用40-45
• 4.6.1 电子选举概述40-41
• 4.6.2 电子选举方案中存在的不足41-42
• 4.6.3 利用数字签名技术对电子选举方案进行改进42-44
• 4.6.4 方案改进的关键代码实现44-45
• 4.7 本章小结45-46
• 第五章 基于身份的数字签名方案研究46-59
• 5.1 基于身份的数字签名提出背景46
• 5.2 基于身份的数字签名模型46-49
• 5.2.1 基于身份数字签名的形式化定义46-48
• 5.2.2 与一般签名方案的比较48-49
• 5.3 已有的基于身份的数字签名方案49-53
• 5.3.1 Cha-Cheon方案49-50
• 5.3.2 Hess的方案50-51
• 5.3.3 CXF方案51-52
• 5.3.4 IBS的一般性分析方法52
• 5.3.5 效率分析52-53
• 5.4 构造一个新的基于身份的数字签名方案53-58
• 5.4.1 系统参数的建立54
• 5.4.2 密钥的生成54
• 5.4.3 进行签名54-55
• 5.4.4 验证签名55
• 5.4.5 安全性分析55-56
• 5.4.6 效率分析56-57
• 5.4.7 仿真分析57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士期间取得的科研成果和参加的科研项目65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周晓燕;杜伟章;;基于身份和Weil对的聚合签名方案[J];计算机工程与应用;2010年15期

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本文编号：567501