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基于动态变色龙认证树的一次签名方案

密码学报 2016年第6期3卷 607-618页

作者：王红伟徐剑倪盼周福才东北大学软件学院沈阳110169 东北大学计算机科学与工程学院沈阳110169

一次签名是数字签名的一种,主要使用单向函数对消息进行签名.一次签名相对于公钥签名更加高效,因而在传感器网络等轻量级计算环境中有着很好的应用前景.然而,为了保障安全性,一对密钥只能用于对一条消息的签名,为不同的消息生成不同的... 详细信息

一次签名是数字签名的一种,主要使用单向函数对消息进行签名.一次签名相对于公钥签名更加高效,因而在传感器网络等轻量级计算环境中有着很好的应用前景.然而,为了保障安全性,一对密钥只能用于对一条消息的签名,为不同的消息生成不同的密钥造成了密钥管理过程过于复杂.已有的一次签名方案只能支持有限数量的一次签名,且代价开销较大.因此,构建了一种基于动态变色龙认证树的一次签名方案.首先,将可扩展的动态变色龙认证树与一次签名结合,给出了方案的形式化定义,包括密钥生成算法、签名算法和验证算法,并且介绍了每个算法的详细设计,同时对方案的构建过程进行了详细描述;其次,在动态变色龙认证树的结构保持性和单向性定义的基础上,对方案的安全性进行分析,所构造的方案在适应性选择明文攻击下是不可伪造的;最后,将本方案与已有方案进行比较,结果表明该方案不仅支持无上限数量的一次签名,同时,方案的平均签名长度更短,密钥生成、签名以及验证的效率更高.

关键词：一次签名变色龙哈希函数动态变色龙认证树

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基于改进混沌Hash函数的一次签名方案

计算机工程与应用 2007年第35期43卷 133-136页

作者：李晨王世红北京邮电大学理学院北京100876

分析了一种基于混沌构造的Hash函数方法,发现其中存在着碰撞。提出了一种基于改进Hash函数的一次数字签名方案,并对此方案的统计性和安全性进行了分析。

关键词： Hash函数混沌一次签名

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通用可组合的一次签名和广播认证

中国科学：信息科学 2010年第2期40卷 272-284页

作者：张俊伟马建峰文相在西安电子科技大学计算机网络与信息安全(教育部)重点实验室西安710071 庆北国立大学移动网络安全研究中心

本文在通用可组合框架(universally composable framework,UC)下研究了基于一次签名的广播认证的问题.基于一次签名的广播认证的计算效率高,并能够实现即时认证,可以适用于能量受限的网络环境下广播消息的认证.在UC框架下,提出了基于一... 详细信息

本文在通用可组合框架(universally composable framework,UC)下研究了基于一次签名的广播认证的问题.基于一次签名的广播认证的计算效率高,并能够实现即时认证,可以适用于能量受限的网络环境下广播消息的认证.在UC框架下,提出了基于一次签名的广播认证安全模型.在模型中形式化定义了一次签名理想函数F_(OTS)和广播认证理想函数F_(BAUTH).并且设计了广播通信的理想函数F_(BCOM)和多值注册理想函数F_(mREG).然后,在(F_(OTS),F_(mREG),F_(BCOM))-混合模型下设计了安全实现理想函数F_(BAUTH)的广播认证方案π_(BAUTH).同时,在UC框架下设计了安全实现F_(OTS)的一次签名算法HORS+;基于单向链构造了在F_(REG)-混合模型下安全实现F_(mREG)的协议OWC.在π_(BAUTH)的基础上组合协议HORS+和OWC,可以构造出新的一次签名的广播认证协议.根据组合定理,新的广播认证协议具有通用可组合的安全性,适用于能量受限网络中广播消息的认证.

关键词：网络安全通用可组合安全广播认证一次签名

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一种安全高效的组播源认证一次签名方案分析

微电子学与计算机 2004年第10期21卷 4-6,9页

作者：牛震宇周贤伟杨军北京科技大学信息工程学院北京100083 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

基于一次签名的认证应用很广,通常的方法有在线/离线签名和前向安全的签名,但组播环境下的高效签名方案极为少见。这里提出了一种一次签名方案,它是一种对于签名生成和签名验证都极为高效的方案,而且签名长度很短,特别适用于组播通信的... 详细信息

基于一次签名的认证应用很广,通常的方法有在线/离线签名和前向安全的签名,但组播环境下的高效签名方案极为少见。这里提出了一种一次签名方案,它是一种对于签名生成和签名验证都极为高效的方案,而且签名长度很短,特别适用于组播通信的数据源认证。

关键词：组播通信源认证一次签名单向函数

基于一次签名的组播源认证方案的设计及其在Helix平台的实现

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基于一次签名的组播源认证方案的设计及其在Helix平台的实现

作者：陈海楠厦门大学

学位级别：硕士

组播技术实现了网络中点到多点的高效数据传送。因为组播能够有效地节约网络带宽、降低网络负载,所以在实时数据传送、多媒体会议、数据拷贝、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。安全问题是任何网络协议都需要考虑的一个基本问题,... 详细信息

组播技术实现了网络中点到多点的高效数据传送。因为组播能够有效地节约网络带宽、降低网络负载,所以在实时数据传送、多媒体会议、数据拷贝、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。安全问题是任何网络协议都需要考虑的一个基本问题,组播安全与单播情况下的安全有许多不同。组播源认证,即在组播环境下认证每个包的来源,是组播安全的一个重要课题。单播情况下的解决方法,如MAC(消息认证码),无法在组播环境下使用。一次签名是一类基于无陷门单向函数的快速的数字签名,结合使用Merkle树来进行密钥管理,可用来构造组播源认证方案。一次签名方案的缺陷在于公钥较长,从而导致认证信息较长。本文的第一个工作是提出使用Merkle树来改进一次签名方案。与之前方案不同,本方案不仅使用Merkle树进行密钥管理,而且使用它来缩短了公钥长度,进而缩短了认证信息长度。本文的第二个工作是,在改进了的一次签名方案和原有组播源认证方案的基础上,考虑了Helix平台的特点,设计了一个组播源认证方案,并实现为Helix平台的认证插件。插件有如下特点:一、使用一次签名对每个包单独签名和认证,接发双方不需要缓存包,没有延迟,而且当前包的认证失败或者丢失不影响其他包的认证;二、设计了两颗树交替更新的机制,只需要开头一个普通数字签名,就能确保有效的一次签名能源源不断的生成,因此可对无限长的流签名;三、在包的层次上操作,因此可以处理任何流媒体类型。

关键词：组播源认证一次签名 Merkle树

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同方学位论文库

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一种基于消息分割的一次签名方案

计算机系统应用 2008年第10期17卷 75-76,74页

作者：彭维平李子臣刘辉河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454003

一次签名依赖于没有陷门的单向函数达到了很高的安全性,在在线/离线签名、带前向安全性的数字签名以及广播授权协议等各个领域获得了广泛的应用。分析表明现存的一次签名方案签名太长且实现过程相对复杂,在一定程度上限制了其广泛应用... 详细信息

一次签名依赖于没有陷门的单向函数达到了很高的安全性,在在线/离线签名、带前向安全性的数字签名以及广播授权协议等各个领域获得了广泛的应用。分析表明现存的一次签名方案签名太长且实现过程相对复杂,在一定程度上限制了其广泛应用。为了克服这些缺陷,在保证签名安全性的前提下,本文提出一种改进的基于消息处理的一次签名方案,利用不等式对消息进行分割,缩短签名的长度,使一次签名实现起来更加高效。通过对此改进的一次签名方案的安全性和性能进行分析,证明此方案是可行的。

关键词：一次签名单向函数数据压缩不等式消息分割

SOTS:一个基于哈希函数更短的后量子数字签名方案

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计算机研究与发展 2021年第10期58卷 2300-2309页

作者：卫宏儒黄靖怡北京科技大学数理学院北京100083

在后量子数字签名方案中,基于哈希函数的签名方案是高效和可证明安全的.然而,过长的密钥和签名是基于哈希函数的签名方案最主要的问题.在已有签名方案的基础上,提出一个新的一次签名方案,该方案不仅减少了签名的数量,同时减少了每个签... 详细信息

在后量子数字签名方案中,基于哈希函数的签名方案是高效和可证明安全的.然而,过长的密钥和签名是基于哈希函数的签名方案最主要的问题.在已有签名方案的基础上,提出一个新的一次签名方案,该方案不仅减少了签名的数量,同时减少了每个签名的长度.和Winternitz OTS方案相比,新的方案在密钥和签名尺寸上分别减少了77%和82%,和WOTS+方案相比,在密钥和签名尺寸上分别减少了60.7%和60.5%.在签名长度上,新方案与近2年提出的NOTS,SDS-OTS和WOTS-S方案相比,分别减少了17%,24.5%和48.1%.另外,证明了新的方案在选择明文攻击(Chosen-Plaintext Attack,CPA)下是存在不可伪造的,安全性可规约为底层哈希函数的单向性.除此之外,实验证实了与WOTS+方案相比,在密钥生成、签名生成和签名验证所需时间上,新的方案分别减少了71.4%,47.7%和60.9%.

关键词：基于哈希函数的数字签名方案一次签名后量子密码学信息安全分布式账本

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有界恢复模型下弹性泄露签名的新构造

小型微型计算机系统 2012年第2期33卷 380-382页

作者：王志伟张伟南京邮电大学计算机学院南京210046 南京邮电大学计算机研究所南京210046

弹性泄露密码学是当前密码学研究的热点.给出一个弹性泄露签名的定义,该定义是标准签名定义的一个扩展.构造一个有界恢复模型下的弹性泄露签名方案,并在标准模型下证明了它的安全性.本文的方案基于双线性配对的弹性泄露签名,结合了一次... 详细信息

弹性泄露密码学是当前密码学研究的热点.给出一个弹性泄露签名的定义,该定义是标准签名定义的一个扩展.构造一个有界恢复模型下的弹性泄露签名方案,并在标准模型下证明了它的安全性.本文的方案基于双线性配对的弹性泄露签名,结合了一次签名和Waters签名的特,通过改进,长度可大大缩短,克服了一次签名签名长度过长的缺点,具有较好的实用价值.

关键词：弹性泄露签名有界恢复模型标准模型 Waters签名一次签名

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基于密码杂凑函数签名算法的研究

基于密码杂凑函数签名算法的研究

作者：侯建北京印刷学院

学位级别：硕士

基于密码杂凑函数的签名算法作为后量子密码的主要组成部件,是后量子时代最有吸引力的“答案”。相对于其他后量子签名算法,如格上签名算法、基于代码的签名算法、基于同源密码体制的签名算法,基于密码杂凑函数的签名具有运算速率快、... 详细信息

基于密码杂凑函数的签名算法作为后量子密码的主要组成部件,是后量子时代最有吸引力的“答案”。相对于其他后量子签名算法,如格上签名算法、基于代码的签名算法、基于同源密码体制的签名算法,基于密码杂凑函数的签名具有运算速率快、签名和密钥长度短的特点。通过对前沿的基于杂凑算法的签名体制进行研究并分析,本文针对传统算法的签名体制存在的不能抵抗量子攻击、一次签名密钥过长及提高多重签名的鲁棒性的问题,以密码杂凑算法为基础,提出了三个签名算法,具体如下:(1)针对传统的数字签名算法不能抵抗量子攻击问题,本文基于密码杂凑函数,提出了一个一次群签名算法。该算法主要包括签名密钥的产生、群公钥产生、签名过程及验证过程,且该算法仅使用杂凑算法。协议的安全性证明和理论效率分析证明,该算法具有不可伪造性、不可否认性、匿名性,且十分高效。(2)针对一次签名密钥过长问题,基于带前缀变色龙密码杂凑函数认证树的数据结构,设计了一个具有认证功能的一次签名算法,该算法能够实现多次{4),5)}范围查询。协议的安全性依赖于带前缀变色龙密码杂凑函数认证树的结构完整性和单向性,算法的安全性证明表明该算法在适应性选择明文攻击下是不可伪造的。通过理论效率分析及对比,该算法具有较高效率,且能够实现数据流中的可验证范围查询。(3)针对提高多重签名的鲁棒性问题,结合变色龙密码杂凑函数,设计了基于身份的多重签名算法。该协议主要分为九个部分:系统建立、概率性算法、生成公钥、生成私钥、生成群公钥、生成聚合公钥、群签名、聚合签名、多重签名,该协议的安全性可以规约于CDH困难假设,算法的安全性证明表明该算法在适应性选择明文攻击下是不可伪造的且具有鲁棒性。

关键词：密码杂凑函数变色龙密码杂凑函数多重签名一次签名