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随着Internet的高速发展,信息安全理论与技术越来越显示出其重要地位,而数字签名技术是信息安全理论与技术的基础和重要保证,在网络通信安全方面起着重要的保护作用。 实际应用中,数字签名的使用需求有多种多样。在许多情况下,同一个消息需要同时发送给多个特定的接收者,签名者要求他的签名仅能由这些指定的多个接收者验证真伪,并且这每一个指定接收者都希望能够独立验证签名的有效性,无需相互协作,而任何无关的其他人在没有得到签名者或者指定接收者的帮助下都无法证实签名。这种特殊的签名就是指定多接收者签名。 但是,现阶段对指定多接收者签名技术的系统性研究并未得到足够的重视,特别是当指定接收者人数过多时,一些现有的签名实现方法可行性很差。本论文正是针对这个问题,对此签名方式进行了分析探讨。在研究总结现有的相关数字签名的利弊的基础上,利用Tate对具体构建出三种安全、高效且各具优势的指定多接收者签名方案,并分别对其可用性进行分析;另外,还深入研究了签名实现的核心运算——Tate对计算,实现了Tate对的快速计算,保证了签名实现效率。 具体来说,本论文的主要研究成果包括以下几个方面: (1) Chameleon签名是一种设计简单、易于实现的有向签名,但其在面对多名指定接收者时实现复杂、效率低。针对此缺陷,提出设计实现同样简洁有效且有利于保护签名者利益的指定多接收者的Chameleon签名方案。无论有多少个指定接收者,签名者只需利用该方案一次性地计算出所有指定接收者的公钥和,即通过一次签名,便可以方便地控制其签名的可验证性,无需交互式验证,也不用重复签名,签名效率极高。并且,签名长度短,签名长度不会随着指定接收者人数增加而加长。 (2) 对指定多接收者的Chameleon签名方案进行时效性的推广改进,提出具有时效性的指定多接收者Chameleon签名方案。该方案不仅具有签名的多向性,而且增加了签名时效性的新功能,在签名效率与安全性等方面也都优于现有的可转换Chameleon签名方案,适用于签名需要指定多名接收者,且对签名时效有一定要求的场合。 (3) 签名消息有时对指定接收者个人具有十分重要的意义,针对此情况,我们利用基于身份的加密思想,提出有利于保护签名接收者隐私的指定多接收者的基于身份的签密方案。该方案既保持了基于身份密码体制和数字签密的优点,又具有签名多向性。签名执行效率很高,整个签密过程只需1次Tate对计算,当指定接收者的人数越多时,效率优势越加明显。