基于区块链与国密SM9的抗恶意KGC无证书签名方案

无证书密码体制能同时解决证书管理和密钥托管问题,但其安全模型中总是假设TypeⅡ敌手(恶意密钥生成中心(KGC))不会发起公钥替换攻击,这一安全性假设在现实应用中具有一定的局限性。国密SM9签名方案是一种高效的标识密码方案,它采用了安全性好、运算速率高的R-ate双线性对,但需要KGC为用户生成和管理密钥,存在密钥托管问题。针对以上问题,基于区块链和国密SM9签名方案提出一种抗恶意KGC无证书签名方案。所提方案基于区块链的去中心化、不易篡改等特性,使用智能合约将用户秘密值对应的部分公钥记录在区块链上,在验签阶段,验证者通过调用智能合约查询用户公钥,从而保证用户公钥的真实性。用户私钥由KGC生成的部分私钥和用户自己随机选取的秘密值构成,用户仅在首次获取私钥时由KGC为其生成部分私钥来对其身份标识符背书。随后可以通过更改秘密值及其存证于区块链的部分公钥实现私钥的自主更新,在此过程中身份标识保持不变,为去中心化应用场景提供密钥管理解决方法。区块链依靠共识机制来保证分布式数据的一致性,用户部分公钥的变更日志存储在区块链中,基于区块链的可追溯性,可对恶意公钥替换攻击行为进行溯源,从而防止恶意KGC发起替换公钥攻击。基于实验仿真和安全性证明结果,所提方案签名与验签的总开销仅需7.4 ms,与同类无证书签名方案相比,所提方案能有效抵抗公钥替换攻击,且具有较高的运算效率。

两个无证书部分盲签名方案的密码学分析

对两个无证书部分盲签名方案进行了分析,指出这两个方案都是不安全的。对于第一个方案,类型Ⅱ敌手即恶意私钥生成中心KGC可以利用在系统参数生成阶段生成的含有陷门信息的系统参数计算出目标用户的密钥,从而冒充该用户伪造签名;对于第二个方案,类型Ⅰ敌手通过替换用户的公钥伪造该用户的签名。

两个高效无证书签名方案的安全性分析

对两个高效的无证书签名方案进行了安全性分析,证明了这两个方案都是不安全的。对于第一个方案,类型Ⅰ敌手可以利用公钥替换伪造任何用户对任意消息的签名。对于第二个方案,它不仅在类型I敌手攻击下不安全,而且在类型Ⅱ敌手攻击下也不安全。类型Ⅱ敌手即恶意KGC可在系统参数生成阶段利用预选目标用户的身份生成含有陷门信息的系统参数,然后计算该目标用户的私钥并伪造对任意消息的签名。

一个无证书代理签名方案的安全性分析

无证书公钥密码体制消除了公钥基础设施中的证书,同时解决了基于身份的公钥密码体制中的密钥托管问题。最近,樊睿等人在一个无证书签名方案的基础上提出了一个无证书代理签名方案,并声称该方案满足无证书代理签名方案的所有安全性质。可是,通过对该无证书代理签名方案进行分析,证明了该方案对于无证书密码体制中两种类型的攻击即公钥替换攻击和恶意KGC(Key Generating Centre)攻击都是不安全的。给出了攻击方法,分析了其中的原因并提出了相应的防止措施。

对标准模型下无证书签名方案的安全性分析

通过对一个标准模型下可证安全的无证书签名方案进行分析,指出该方案是不安全的。分析了一种针对该方案的公钥替换攻击和改进方案,说明该公钥替换攻击是一种平凡的伪造攻击,指出了这个改进方案也是不安全的。提出了一种新的密钥生成中心KGC攻击,即通用恶意KGC攻击,在这种攻击下,这两个无证书签名方案的KGC总是能够在系统参数生成阶段生成包含陷门信息的系统参数,利用这些参数,KGC不需要计算出用户的私钥就可以冒充任意系统用户对任意消息进行伪造签名。给出了攻击方法,并针对这种通用恶意KGC攻击提出了新的改进方案,使其能够抵抗这种攻击。

基于身份的无证书签名算法的分析与改进

对徐邢启等人提出的基于身份的无证书高效签名方案进行安全性分析,结果表明方案不能抵抗公钥替换攻击和恶意KGC攻击。为此,提出一种改进方案。在改进方案的签名验证阶段增加了对用户公钥的合法性验证,有效抵抗了公钥替换攻击;利用用户的身份信息和公钥共同生成部分私钥,有效抵抗了恶意KGC攻击。

无证书签名方案的安全性分析及改进

近年来,为了解决身份基密码系统中固有的密钥托管问题,无证书公钥密码系统的概念被提出。对潘帅(2013)等提出的无证书签名方案进行安全性分析,指出该方案存在着公钥替换攻击和恶意KGC攻击,并给出具体攻击方法。针对上述问题,文中采用改变传统无证书签名算法顺序,定期更新用户秘密值来对原方案进行改进。改进方案同时加强了用户身份信息与其他参数的关联程度,以达到安全性要求。并基于离散对数问题、CDH问题和Inv-CDH问题的困难性假设,在随机预言模型中证明了改进方案的安全性。与潘方案比较,发现改进后的签名方案在整体性能上有更高的优势,且具有了前向安全性。

改进的无证书代理盲签名方案

通过对张晓敏提出的高效无证书代理盲签名方案进行安全性分析,发现该方案不能抵抗恶意但被动的KGC攻击,也不能抵抗普通攻击者的签名伪造攻击,而且KGC与原始签名者联合可以获得代理密钥。为了避免这些攻击,提出了一种改进的无证书代理盲签名方案,且该方案具有更高的安全性。

一种新的无证书代理签名方案的分析与改进

樊睿等人提出了一种新的无证书代理签名方案,该方案的安全性是基于CDH困难性假设。对该代理签名方案进行了安全性分析,指出该方案不仅泄露了原始签名者的私钥,而且不能抵抗替换公钥攻击和恶意但被动的KGC攻击,从而不满足代理签名的安全性要求。同时提出了一个改进方案,改进方案不仅弥补了原方案的安全缺陷,而且改善了协议的性能。

对一个无证书代理盲签名方案的分析与改进

通过对葛荣亮等人提出的无证书代理盲签名方案进行分析,从中发现该方案会引起公钥替换攻击和恶意但是被动的KGC攻击。为了解决此方案的安全性缺陷,提出了一种改进方案。分析表明,改进的新方案满足无证书代理盲签名方案的所有安全性要求,并且拥有与原方案相同的计算效率。

可证安全的高效无证书聚合签名方案

无证书密码体制下所有实体中的私钥一部分由密钥生成中心(KGC)生成,另一部分由用户自己生成,因此解决了密钥托管的问题,同时还减轻了对证书管理的负担。聚合签名方案提高了对签名的验证效率,同时减少了通信时签名的长度。文章首先对一个高效的无证书聚合签名方案进行安全性分析,指出该方案不满足不可伪造性,即恶意的KGC可以通过被动攻击伪造有效的聚合签名并通过验证。为了提高聚合签名方案的安全性,文章提出了一个可证安全的高效无证书聚合签名方案。该方案不需要双线性对运算,并克服了现有方案存在的安全问题。该方案在随机预言机模型下基于计算性Diffie-Hellman困难问题,实现了在自适应性选择消息攻击下的不可伪造性。与现有方案相比,本文方案在提高安全性的同时大大降低了计算开销。

无证书代理盲签名方案的密码学分析与改进

对黄隽等人提出的无证书代理盲签名方案进行安全分析,指出该方案不仅不能抵抗公钥替换攻击,而且也不能抵抗恶意但被动的KGC的攻击,给出了具体的攻击方法。针对此方案的安全缺陷,提出一种改进方案,使得改进后的方案具有更高的安全性,并且改进后方案的效率与原方案相同。

一种新的无证书广播签密方案

为了解决现有签密方案仅能够实现一对一签密与解签密的局限性,兼顾其实用性和安全性,考虑到签密方案具有效率高而传输与计算成本低的特点,结合无证书公钥体制的优势,引入了能抵抗"恶意但被动"的KGC(密钥生成中心)攻击的无证书广播签密的形式化安全模型,并提出一种新的无证书广播签密方案.该方案建立在标准模型下,能抵抗"恶意但被动"的KGC攻击,并且依赖于DBDH假设可以证明是IDN-CCA2安全的,同时依赖于CDH假设是EUF-CMA安全的,具有较高的安全性和实用性.

无证书签名方案的分析及改进

对一个无证书签名方案进行安全性分析,指出该方案不能抵抗公钥替换攻击和恶意的KGC攻击,即攻击者可以通过替换签名者的公钥来伪造任意消息的签名,恶意的KGC(Key Generation Center)可以获取用户的私钥。分析结果显示该方案不能满足无证书签名方案的安全性要求,同时为了应对这两种攻击,提出了改进的方案。

对一种无证书代理签名方案的分析与改进

分析了一种无证书代理签名方案,指出其针对于无证书密码系统中的两类敌手都不安全。类型I敌手可替换用户的公钥来伪造代理授权和代理签名;类型II敌手(KGC)可针对预先选择好的用户生成特殊的系统参数,然后伪造代理授权。为了克服这些安全问题,提出了一种改进的方案,分析表明,新方案具有更好的安全性。

对一个无证书代理盲签名方案的安全性分析与改进

对Song等人提出的一个基于无证书密码体制的代理盲签名方案进行安全性分析,发现了该方案存在公钥替换攻击和恶意但被动的KGC攻击,并给出了伪造代理授权算法。为了解决这两个安全性漏洞,本文在原方案的基础上做出了改进,分析表明改进后的方案弥补了原方案不具备代理盲签名安全性要求的不足,并且改进后的方案在计算效率上与原方案保持一致。