基于散列算法的RSA盲签名方案设计论文

时间：2022-05-12 10:57:27 设计方案我要投稿

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基于散列算法的RSA盲签名方案设计论文

　　摘要：盲签名方案中，消息的内容对签名者是不可见的，签名被泄露后，签名者不能追踪其签名。笔者利用散列函数的单向性，基于RSA算法的基础上，设计了一种不可跟踪的盲签名方案，并对其安全性进行了分析。

基于散列算法的RSA盲签名方案设计论文

　　关键词：盲签名;哈希算法;RSA

　　一般的数字签名中，总是要先知道文件内容而后才签署。但有时需要某人对一个文件签名，而又不让他知道文件内容，称为盲签名，它是由Chaum在1983年最先提出的。在此之后，人们做了许多努力去构造各种盲签名方案，并将盲签名技术应用于电子货币和电子投票等许多安全应用系统。一般来说，一个好的盲签名应该具有以下性质：不可伪造性、不可抵赖性、盲性、不可跟踪性，满足上面几条性质的盲签名，被认为是安全的。祁明按照不同参数以及盲化的强度，将盲签名方案分为盲参数签名、弱盲签名和强盲签名三类。盲签名方案中，签名者仅知道盲消息M的签名sign(M), 而不知原始消息m及其签名sign(m)，sign(m)是签名收方利用sign(M)所求得。如果签名者存储sign(M)或其它有关数据，待sign(m)公开后，签名者可以找到sign(M)和sign(m)的内在联系，从而达到对消息拥有者的跟踪，即为弱盲签名，若签名无法将sign(M)和sign(m)进行联系，则是强盲签名方案。笔者分别利用散列函数的单向性，随机性，对盲因子进行改进，设计一种不可跟踪的盲签名方案。

　　1 基于散列算法的RSA盲签名方案设计

　　1.1 散列函数

　　散列函数又称哈希函数或杂凑函数，是现代密码学的核心之一。一个好的散列函数h=H(m)，其中H为散列函数，m为输入串，h为散列值，长度是固定的。它有如下特性：

　　性质一，给定m,很容易计算h，即实用有效性;

　　性质二，给定h，不能计算m，即抗原象攻击;

　　性质三，给定m，很难找到另一个输入串m1并满足H(m1)= H(m)，即抗碰撞攻击;

　　正因于散列函数的这些特性，在现代密码学中，散列函数有众多方面的应用：如在数字签名中，散列函数用来产生“消息摘要”，在需要随机数的密码学应用中，散列函数被广泛地用做实用的伪随机函数等。

　　1.2 散列函数与AES算法结合产生盲因子

　　盲因子产生过程如下：

　　1)用户A选择一随机数序列r和 K，并秘密保存，n初值为0;

　　2)计算r1’=H(r);

　　3)k1=H(k);

　　4)r1=Ek1(r’1)

　　r1 即为当次盲签名因子。E表示加密，k1为密钥,下一次盲签名因子的产生，即以r1’代替r，k1代替k, 重复2) 3) 4)步，即可产生新的盲因子r2，随机盲因子产生，见图1。

　　国际上广泛应用的散列函数MD5、加密算法AES具有很好的安全性，上述盲因子产生中用MD5作为散列算法，AES作为加密算法以保证其安全性。

　　1.3 RSA盲签名方案

　　盲签名方案有如下三个阶段：

　　盲化阶段：A方选取随机数序列r，选择一随机序列为加密密钥K，按上述方法产生本次签名盲因子r1;将签名信息m盲化M=m r1e mod n 将M发送给盲签名者B;(e,n为B的公钥)

　　签名阶段：B将信息M签名s’=(M)d mod n ,得到签名s’,发送s’给A; (d、n为B的私钥)

　　脱盲阶段：A计算s=s’ r-1 mod n ,得到签名s

　　判断验证等式m=(s)e mod n是否成立，由此可确定签名是否有效。RSA 签名体制的安全性依赖分解大数的难易程序。分解n是最常用的攻击方法，攻击者只要能分解n，求出签名者的私钥是轻而易举的事，因此，n的取值要尽可能大些。

　　3 方案安全性分析

　　3.1 不可伪造性

　　由于RSA算法的安全性是基于大数分解的困难性，A很难伪造另一个有效的签名S，使得 m=(S)e mod n成立。

　　3.2 盲性

　　信息m经过了M`=m re mod n的变换，Bob只能看到M，从而m对Bob是不可见的。

　　3.3 不可跟踪性

　　待sign(m)公开后，签名者即算能找到sign(M)和sign(m)的内在联系，即盲因子r1，由于散列算法的性质二，AES加密与散列函数的一次一盲因子，由r1无法推导出前一次和后一次的盲因子，从而保证了盲签名的不可跟踪性，又使请求签名方只需保存初始量r、k及n，能找出每次签名的盲因子，实现其记录特点。

　　3.4 有效性

　　由于采用的是散列算法及对称加密算法AES，其计算量不大，并未增加太多的签名计算量。

　　4 结语

　　本文利用散列函数的单向性、随机性与RSA算法相结合，构造了一种不可跟踪的盲签名方案，并使用户只须秘密保存盲因子产生的初始量，使此签名方案具有较强的不可跟踪性及有效性。

　　参考文献

　　[1]祁明,张凌.盲参数签名及其应用[J].计算机工程与应用,2001(14).

　　[4]Radia Perlman.网络安全[M].北京:电子工业出版社,2004:52-57.

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