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安全高效的两方协同ECDSA签名方案

通信学报 2021年第2期42卷 12-25页

作者：王婧吴黎兵罗敏何德彪武汉大学计算机学院湖北武汉430070 武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430070

为了解决签名私钥易泄露和签名权利过度集中的问题,针对基于区块链技术的网络交易系统,提出了一种安全高效的两方协同ECDSA签名方案。通过预计算一次一密的Beaver三元组,进而利用基于Beaver三元组的安全两方乘法技术,有效避免使用计算... 详细信息

为了解决签名私钥易泄露和签名权利过度集中的问题,针对基于区块链技术的网络交易系统,提出了一种安全高效的两方协同ECDSA签名方案。通过预计算一次一密的Beaver三元组,进而利用基于Beaver三元组的安全两方乘法技术,有效避免使用计算繁重的同态加密和通信开销较大的不经意传输等操作,实现高效的两方协同ECDSA签名,保证2个签名参与方在不重构完整签名私钥的情况下输出合法的ECDSA签名。方案的安全性在通用可组合框架中的混合模型下被证明。理论分析与实验结果表明,与现有的2种两方协同ECDSA签名方案相比,所提方案在协同签名运行效率和带宽要求方面均具有明显优势。

关键词：私钥泄露密钥保护签名效率两方签名

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移动互联网环境下轻量级SM2两方协同签名

计算机研究与发展 2020年第10期57卷 2136-2146页

作者：冯琦何德彪罗敏李莉武汉大学国家网络安全学院武汉430072 密码科学技术国家重点实验室北京100878

近年来无线通信技术的发展极大促进了移动设备的普及,用户可以使用移动设备随时随地访问到网络服务.由于网络空间的虚拟性,数字签名作为一种具有消息完整性认证、可鉴别性和不可否认性的技术应运而生.但是,移动设备自身存在易丢失或被... 详细信息

近年来无线通信技术的发展极大促进了移动设备的普及,用户可以使用移动设备随时随地访问到网络服务.由于网络空间的虚拟性,数字签名作为一种具有消息完整性认证、可鉴别性和不可否认性的技术应运而生.但是,移动设备自身存在易丢失或被劫持等安全隐患,导致对签名密钥(数字签名的信任根)的保护相对较弱.为了保护密钥安全,国内外学者提出了两方协同签名,防止密钥存储或使用过程中存在欺诈或盗用等恶意行为.针对GM T 0003—2012《SM2椭圆曲线公钥密码术》标准中的SM2数字签名算法,考虑客户端服务器这种非平衡构架,设计一种轻量级的SM2两方协同签名协议是具有理论和应用价值的.具体来讲,客户端和服务器以交互的方式产生有效签名,同时保证此过程中没有恢复完整的签名密钥.所提协议的性能也可通过实验测试的结果得到佐证,即客户端生成单个签名操作需4.381 ms,大致相当于遵循原始SM2签名算法所需的耗时,可见SM2两方协同签名具有很强的实用性.

关键词： SM2协同签名移动互联网密钥保护隐私保护安全多方计算

基于门限的移动终端安全密钥分发机制的研究及应用

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基于门限的移动终端安全密钥分发机制的研究及应用

作者：唐泽严西南科技大学

学位级别：硕士

随着移动芯片技术和智能操作系统的不断发展,移动互联网终端在通信、办公、支付等多个领域的应用日益广泛,信息交流和资源共享的范围也随之扩大。为保证移动互联网数据安全和隐私,应用开发者通常会采用各种数据加密的方式来对其进行有... 详细信息

随着移动芯片技术和智能操作系统的不断发展,移动互联网终端在通信、办公、支付等多个领域的应用日益广泛,信息交流和资源共享的范围也随之扩大。为保证移动互联网数据安全和隐私,应用开发者通常会采用各种数据加密的方式来对其进行有效保护。但是,无论采用哪种数据加密方案,其密钥的安全保护都是一个极大的挑战。现有的密钥保护方案主要有基于密码方案和基于硬件设备两种形式。基于硬件设备对密钥进行保护的方案具有保密性高的特点,但存在语言障碍、使用复杂和开发效率低等缺点。一般的基于密码方案的密钥管理方案是将完整密钥以密码学方案加密之后保存在不安全的移动终端设备中,存在诸多安全隐患。本课题基于门限密码方案的相关技术和国家密码管理局颁发的国密算法的研究,提出一种基于SM2的可验证门限密码方案。该方案通过将密钥分发给多个成员,移动终端只持有密钥的一个份额,这样即使移动终端的密钥份额泄露,也能保证整个系统密钥的安全性。通过理论分析证明,该算法具有防陷害攻击和抗合谋攻击能力,可以在一定程度上抵御移动终端开放式网络下的敌手攻击。同时根据门限密码方案结构和移动终端安全特性,设计并实现了一个基于可验证SM2门限方案的移动密钥分发系统。该系统包括通信服务、密码服务参与者以及移动终端应用。三者协作完成可验证SM2门限方案各个阶段的密码任务。最后,针对该密钥分发系统的功能、基础安全、性能等方面进行测试与分析。结果显示,该系统可以防止移动终端密钥信息丢失时带来的安全性问题,且由于额外验证步骤所带来的执行时间增长在可接受范围之内,能够满足移动终端密钥使用过程对系统性能的要求。

关键词：移动终端密钥保护 NDK编程国密算法可验证门限方案

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倍点运算的白盒化实现及应用

密码学报 2020年第3期7卷 311-325页

作者：潘文伦张立廷摩石实验室成都卫士通信息产业股份有限公司北京100070

密码算法的白盒实现是保护密钥安全的一种重要技术.当前,对称密码的白盒实现已有不少成果,但是公钥密码的此类成果极少.除去商业保护的原因,公钥密码运算通常需要较大规模的数学计算,导致其白盒设计难度更大.本文针对椭圆曲线倍点运算... 详细信息

密码算法的白盒实现是保护密钥安全的一种重要技术.当前,对称密码的白盒实现已有不少成果,但是公钥密码的此类成果极少.除去商业保护的原因,公钥密码运算通常需要较大规模的数学计算,导致其白盒设计难度更大.本文针对椭圆曲线倍点运算设计了一种新型白盒实现方法,具有安全、高效、低存储等优点.该方法的基本策略是,首先将倍数表示成特殊的形式,然后通过构造查找表保护其中每个分量,通过网络化查表消除单表的掩码并实现最终结果正确计算的目的,使得倍数信息在整个计算过程中不被泄露.我们选择恰当的余数系统分解模乘、模加等大数运算,以此降低查找表的规模,同时也提高了查表效率.基于该方法,我们设计了标准I/O接口的SM2/9解密算法白盒实现方案,方案可以有效隐藏解密私钥,有助于加强SM2/9解密算法在不可信平台上的安全防护.进一步地,我们将该设计策略推广到模幂运算,构造了RSA算法的白盒实现方案.本文所提出的设计思路也可应用于其它公钥密码算法的白盒实现.

关键词：白盒密码密钥保护 SM2 SM9 RSA

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门限SM2签名方案

南京邮电大学学报（自然科学版） 2022年第4期42卷 85-95页

作者：唐张颖王志伟南京邮电大学计算机学院、软件学院、网络空间安全学院江苏南京210023 南京邮电大学江苏省大数据安全与智能处理重点实验室江苏南京210023

区块链钱包系统中私钥一旦丢失或泄露将造成无法挽回的损失,为了保护私钥安全,国内外学者提出了门限签名算法。门限签名算法作为一种多方参与者合作签名的算法,能够防止密钥在使用时存在盗用或欺骗等恶意行为。SM2数字签名算法作为我国... 详细信息

区块链钱包系统中私钥一旦丢失或泄露将造成无法挽回的损失,为了保护私钥安全,国内外学者提出了门限签名算法。门限签名算法作为一种多方参与者合作签名的算法,能够防止密钥在使用时存在盗用或欺骗等恶意行为。SM2数字签名算法作为我国自主研发的签名算法,广泛应用于我国密码系统中的用户身份认证、保证数据完整性和真实性等方面。文中提出的门限SM2签名方案,基于CL加法同态加密方案,在签名者集合中恶意者占多数的情况下提供安全有效的签名。

关键词： SM2数字签名门限签名密钥保护

基于《美墨加协定》分析数字贸易规则“美式模板”的深化及扩展

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国际贸易问题 2019年第9期 1-11页

作者：周念利陈寰琦对外经济贸易大学中国WTO研究院

《美墨加协定》(简称USMCA)框架下的数字贸易谈判以《跨太平洋伙伴关系协定》(简称TPP)规则作为基础。除直接承袭TPP中的部分条款外,USMCA对TPP中的数字贸易规则进行了一系列升级。USMCA较TPP数字贸易规则所作“深化”主要体现于:将数... 详细信息

《美墨加协定》(简称USMCA)框架下的数字贸易谈判以《跨太平洋伙伴关系协定》(简称TPP)规则作为基础。除直接承袭TPP中的部分条款外,USMCA对TPP中的数字贸易规则进行了一系列升级。USMCA较TPP数字贸易规则所作“深化”主要体现于:将数字产品非歧视性待遇扩展适用于广播服务产品;剔除“跨境数据自由流动”条款中“考虑各方监管需求”的例外规定;明确指出缔约方在“个人信息保护”方面需遵循的具体协定及原则;在“数据存储非强制本地化”条款中剔除“监管例外”和“公共安全例外”规定;将“开放源代码禁令”扩充适用于基础设施软件并引入“密钥保护”条款;推进缔约方在信息技术、网络安全、中小企业等多领域开展合作。此外USMCA还引入了未被TPP覆盖的“扩展”规则:“交互式计算机服务提供者对第三方侵权行为的免责条款”和“政府数据公开条款”。结合美国在USMCA谈判中所作表态,本文预测在后USMCA时代的贸易谈判中,数字贸易规则“美式模板”主要会在“持续推进美国数字经济国内规制的国际化”及“敦促缔约对象开放特定数字服务部门”两层面继续演进与发展。

关键词：数字贸易美式模板 USMCA 个人信息保护源代码密钥保护

一种基于Lagrange插值多项式的密钥共享方法

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太原师范学院学报（自然科学版） 2005年第2期4卷 12-14,30页

作者：王英湖南税务高等专科学校基础部湖南长沙410116

在现代密码体制中,数据的加密算法是公开的,数据的安全性主要取决于对密钥的保护.文章利用拉格朗日多项式插值法来讨论密钥的保护问题,给出了基于密钥片的(t,n)门限方案对所产生密钥进行保护的原理,并给出了相应的实例.

关键词： Lagrange插值多项式密钥片密钥共享密钥保护

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一种实用文件加密方法的实现

计算机工程 2004年第B12期30卷 332-333,336页

作者：石林祥贺海晖魏淑桃上海第二工业大学上海201206 上海交通大学计算机科学与工程系上海200030

从实用角度提出了一种有效的数据加密方法。该算法与硬件加密狗相结合,思想简单,加解密速度快。又不易破解,是对传统数据加密算法的很大改进。

关键词：文件加密随机因子密钥保护加密狗

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基于国密SM2签名的门限签名方案研究

基于国密SM2签名的门限签名方案研究

作者：唐张颖南京邮电大学

学位级别：硕士

数字签名技术保障了区块链上交易的安全性,利用私钥进行签名的方式保证了交易信息传输的保密性、数据的完整性、交易双方的不可否认性以及签名双方的身份认证。私钥一旦丢失或泄露将造成无法挽回的损失,为了保护私钥安全,国内外学者提... 详细信息

数字签名技术保障了区块链上交易的安全性,利用私钥进行签名的方式保证了交易信息传输的保密性、数据的完整性、交易双方的不可否认性以及签名双方的身份认证。私钥一旦丢失或泄露将造成无法挽回的损失,为了保护私钥安全,国内外学者提出了门限签名算法。门限签名算法作为一种多方参与者合作签名的算法,能够防止密钥在使用时存在盗用或欺骗等恶意行为。SM2数字签名算法作为我国自主研发的签名算法,广泛应用于我国密码系统中的用户身份认证、保证数据完整性和真实性等方面。本文提出了一种基于CL加法同态加密的SM2门限签名方案。此外,针对两方签名体制,又进一步提出了带离线方的两方门限SM2签名方案。本文的主要贡献如下:(1)提出了门限SM2数字签名方案,该方案中多方参与者利用CL同态加密方案生成各自的签名,对CL密文提供相应的零知识证明,保证密文格式正确;采用了针对离散对数关系的零知识证明算法ZKPo Rep S,算法通过使用额外的挑战使证明轮数降为一次,相对于同类方案使用的零知识证明算法,通信开销和计算速度都得到提升。(2)提出了带离线方的两方门限SM2签名方案,该方案中离线方只需生成一对非对称加密算法的公私钥即可下线,若后续签名中若有一参与方被恶意攻击,离线方可以上线代替其完成签名任务;方案采用CL同态加密方案,相对于Paillier同态加密方案减少了通信开销,实现了低延迟;方案基于判定型Diffie Hellman问题(DDH)和HSM群上的困难问题假设,采用基于模拟的证明方法,证明了方案的安全性。

关键词： SM2数字签名门限签名密钥保护 CL加密同态加密