整合性数字签名的研究及其应用

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数字签名是近代密码学所提供的重要服务。它是网络通信双方互信的基础,也是实施电子商务能否真正成功和全面普及的最主要因素。数字签名长期以来被用作作者身份的证明,这是因为签名具有以下特点: (1)签名是可信的。签名使文件的接收者相信签名者是慎重地在文件上签字的。 (2)签名不可伪造。签名证明是签名者而不是其它人慎重地在文件上签字。 (3)签名不可重用。签名是文件的一部分,不法之徒不可能将签名移到不同的文件上。 (4)签名的文件是不可改变的。在文件签名后,文件不能改变。 (5)签名是不可抵赖的。签名和文件是物理的东西,签名者事后不能声称他没有签过名。 数字签名的应用环境和方式变化繁多,虽然二十多年来国内外的学者已经发展了很多不同类型的签名技术以适应不同的应用环境和方式,但是,随着网络通信活动的方式和结构越来越复杂,有越来越多的应用系统需要同时有若干个不同类型的签名技术。例如,在一个健全的电子付款系统中就可能同时需要用到盲签名、不可否认签名以及多人签名技术。此时,如果使用各自独立的签名系统,则势必会因为各个签名系统所使用的参数、模数、签名方式及验证方式的各不相同而造成整个系统计算成本提高,降低整个系统的使用效益。因此,能否将若干个不同类型的签名技术整合为一,使用共同的参数和模数,以降低整个应用系统的计算成本和提高整个系统的使用效益有重要的现实意义。在本文中,首先提出整合性签名的新概念同时提出一个具有下列特性的整合性数字签名技术: (1)它是一个盲签名同时也是一个弱不可否认签名。 (2)每一个参与签名的共同签名者所使用的模数均相同。 (3)它的签名形式与一般的RSA签名相同。 (4)它的签名长度和参与签名的人数无关。 (5)它具有和传统的RSA签名相当的不可伪造性。 因为是多人签名,所以可以适度的分散签名者的权利和责任。因为具有盲签名的盲目性和不可连接性,所以可以保护签名请求者的隐私性和匿名性。又因为具有弱不可否认签名的确认性与否认性,所以可以保护签名接收者免于接收无效的签名或拒绝有效的签名,同时也保障签名者一方面免于遭受签署无效签名的不实指控,另一方面可以藉由有效的验证获取合法的收益。由此可知,本文的签名方法比其它的签名方法更适合于很多重要的密码学的应用,例如安全的电子投票、电子付款、电子竞标等。在将签名方法应用于电子竞标时,本文同时采用了Camenish-Staeller群签名方案,对签名成员的身份进行注册。
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