基于数字签名的安全电子拍卖协议研究

发布时间：2017-08-27 13:13

  本文关键词：基于数字签名的安全电子拍卖协议研究

  更多相关文章： 安全英式拍卖协议 匿名性 基于身份的密码体制 无证书密码体制 数字签名

【摘要】：作为电子商务最重要的组成部分之一,电子拍卖协议为网上购物及销售提供了极其便利的途径并受到了广泛的关注。考虑到来自不诚实竞标者和拍卖者的恶意攻击,安全性、匿名性以及竞标隐私性等属性成为电子拍卖协议中不可或缺的重要安全需求。伴随着电子商务技术的迅猛发展,如何设计安全高效的电子拍卖协议对信息安全和密码学界提出了更大的挑战。考虑到数字签名是能够为公开信道传输信息提供不可否认性,不可伪造性,公开可验证性以及认证性等属性的基本密码学原语,本文基于数字签名技术设计安全高效的英式拍卖协议以解决以上挑战,具体工作主要包括如下三个方面:第一,对安全英式安全电子拍卖协议相关工作进行了综述。首先,根据设计原理将已有的安全英式拍卖协议划分为三大类:基于面向群组签名构造的协议,基于可信第三方构造的协议以及基于伪身份构造的协议。基于这种分类,围绕安全电子拍卖协议的基本定义、典型方案和扩展研究,对已有安全英式拍卖协议的安全假设、安全属性及性能进行了比较。最后,总结了待解决的关键性问题并展望了未来的研究方向。第二,为同时解决传统公钥密码体制中的公钥证书管理负担以及基于身份公钥密码体制中的密钥托管问题,基于无证书签名方案提出了一个新的英式电子拍卖协议。与已有协议相比较,该协议不仅减少了对第三方的依赖,还支持网络用户同时扮演拍卖商和投标者的角色。这些特性使得本协议非常适用于真实的电子竞拍系统。此外,本文提出的协议还能够满足安全英式电子拍卖系统中所有的安全需求,如投标者隐私性、匿名性、可验证性等。最后,本文提出的协议的安全性在随机预言机模型中被归约到计算Diffie-Hellman问题上。第三,本文提出了一种移动英式拍卖代理模型(Mobile English Auction Agent Model,MoEAAM),该模型允许移动代理者浏览电子竞拍网站,并在用户脱机的情况下,代表用户参与竞拍,从而达到减少网络延迟和带宽消耗的目的。MoEAAM的优势包括针对买方的移动性、快速反应性、匿名性和隐私性;针对卖方的产品上架机制以及针对拍卖行的高回报、纠纷解决方案和低管理成本等。随后,我们在MoEAAM模型中利用基于身份的签名体制设计了一个安全高效的英式电子拍卖协议:该协议允许移动代理者匿名参与竞拍,并确保了用户的隐私性和机密性。性能分析表明,在确保系统安全性的同时,本协议能够极大的减少计算成本和通信开销。
【关键词】：安全英式拍卖协议 匿名性 基于身份的密码体制 无证书密码体制 数字签名
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN918.91
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• Chapter 1 Introduction15-27
• 1.1 Limitations of E-Auctions17-20
• 1.1.1 E-auction fraud18-19
• 1.1.2 Protecting Against E-Auction Fraud19-20
• 1.2 Problem Statement20-21
• 1.3 Research Objectives and Contributions21-23
• 1.3.1 Thesis Contributions22-23
• 1.4 Possible of beneficiaries23-25
• 1.4.1 Benefits to buyers23-24
• 1.4.2 Benefits to sellers24
• 1.4.3 Benefits to auction houses24-25
• 1.5 Thesis Outline25-27
• Chapter 2 Literature Review27-45
• 2.1 Auction Theory27-30
• 2.1.1 Auction Types27-29
• 2.1.1.1 English Auction27-28
• 2.1.1.2 Dutch Auction28
• 2.1.1.3 First-Price Sealed-Bid Auction (F-PSB)28
• 2.1.1.4 Vickrey Auction28-29
• 2.1.2 E-Auction29-30
• 2.2 Taxonomy of Secure Electronic English Auction Protocol30-39
• 2.2.1 Group-oriented signature-based protocols31-32
• 2.2.2 Trusted third party-based protocols32-34
• 2.2.3 Pseudonym-based protocols34
• 2.2.4 Security requirements and performance analysis of literature34-37
• 2.2.5 Trust in E-Auction37-39
• 2.3 Agent Technology39-40
• 2.4 Mobile Agent-Based Auction40-44
• 2.4.1 Current state-of-the-art41-44
• 2.5 Summary44-45
• Chapter 3 Background and Definitions45-60
• 3.1 Elliptic Curves and Bilinear Pairings45-47
• 3.1.1 Elliptic Curves Cryptography (ECC)45-46
• 3.1.2 Bilinear Pairings46-47
• 3.1.3 Computational hardness assumption47
• 3.2 Public-Key Cryptography47-50
• 3.2.1 Public Key Infrastructures48
• 3.2.2 Identity-Based Cryptography48-49
• 3.2.3 Certificateless Public Key Cryptography (CL-PKC)49-50
• 3.3 Classical Digital Signature50-56
• 3.3.1 ID-Based Signature (IBS)51-53
• 3.3.1.1 Review of Choon-Cheon’s ID-Based Signature Scheme51-52
• 3.3.1.2 Review of Barreto et al.’s ID-Based Signature Scheme52-53
• 3.3.2 Certificateless Signature Scheme53-56
• 3.3.2.1 Review of Al-Riyami-Paterson’s Certificateless SignatureScheme53-54
• 3.3.2.2 Review of Huang et al.’s Certificateless Signature Scheme54-56
• 3.4 Provable Security56-58
• 3.4.1 Standard Model57
• 3.4.2 The Random Oracle Model57-58
• 3.5 Unified Modeling Language (UML)58-59
• 3.6 Summary59-60
• Chapter 4 Certificateless English E-Auction Protocol60-74
• 4.1 CL-PKC English E-Auction Protocol60-62
• 4.2 Registration phase62-63
• 4.3 On-shelf phase63
• 4.4 Bidding phase63-64
• 4.5 Winner determination phase64
• 4.6 Dispute phase64-65
• 4.7 Requirements and Security Analysis65-71
• 4.7.1 Requirements analysis65-66
• 4.7.2 Proof of Security66-71
• 4.8 Efficiency Comparison71-73
• 4.9 Impact of E-Auctions73
• 4.10 Summary73-74
• Chapter 5 Mobile English Auction Agent Model74-100
• 5.1 Proposed Model: MoEAAM74-75
• 5.2 The structure of MoEAAM75-77
• 5.3 Design with UML notations77-85
• 5.3.1 Use Case Diagram77
• 5.3.2 Auctioneer Agent Use Case Diagram77
• 5.3.3 Bidder Agent Use Case Diagram77-78
• 5.3.4 Use Case Description78-84
• 5.3.4.1 Sign in use case78-80
• 5.3.4.2 Create an auction use case80-81
• 5.3.4.3 Modify the auction use case81
• 5.3.4.4 View the auction use case81-82
• 5.3.4.5 View the bidding result use case82
• 5.3.4.6 Sign out use case82-83
• 5.3.4.7 Define the desired product use case83
• 5.3.4.8 View auction list use case83-84
• 5.3.4.9 View item details use case84
• 5.3.4.10 Bids on item use case84
• 5.3.5 Activity Diagram84-85
• 5.3.6 Sequence Diagram85
• 5.4 MoEAAM’s Security Transaction Protocol85-92
• 5.4.1 Pre-Construct of MoEAAM Security Protocol86-87
• 5.4.2 MoEAAM’s registration phase87-88
• 5.4.3 MoEAAM’s on-shelf phase88-89
• 5.4.4 MoEAAM’s bidding phase89-91
• 5.4.5 MoEAAM’s winner determination phase91
• 5.4.6 MoEAAM’s dispute phase91-92
• 5.5 Requirements analysis92-93
• 5.6 Proof of security93-96
• 5.7 Efficiency comparison96-97
• 5.8 Impact of Mobile Agent-Based Auction Systems97-99
• 5.9 Summary99-100
• Chapter 6 Conclusions and Future Works100-104
• 6.1 Summary of Contributions100-101
• 6.2 Outlook101-102
• 6.3 Future Works102-104
• 6.3.1 Reducing Trust on Third Party102-103
• 6.3.2 Improving Efficiency and Security103
• 6.3.3 Developing Additional Agent-Based Auctions103-104
• Acknowledgements104-105
• References105-114
• Research Results Obtained During the Study for Doctor Degree114-115

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本文编号：745619