授權(quán)簽名協(xié)議研究及在安全服務中應用.pdf

1、為消除“信息孤島”，讓寶貴的信息資源為經(jīng)濟社會發(fā)展服務，迫切需要建立安全統(tǒng)一的信息交換平臺。電子政務的特點對電子政務系統(tǒng)的信息處理、傳輸和交換的安全性提出了嚴格的要求，有必要采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進信息安全技術(shù)提供更為可靠安全服務保障體系。安全服務主要包括鑒別、訪問控制、保密性、完整性和不可否認性五個方面，各種服務相互依賴，不可分離。在ISO7498-2和GB/T9387.2等有關(guān)標準中，明確了安全服務、安全機制和OSI模型七層協(xié)議之

2、間的關(guān)系。在各種安全機制中，加密和數(shù)字簽名幾乎涉及了所有的安全服務，是構(gòu)建安全服務體系的關(guān)鍵技術(shù)和研究熱點。對共享信息的授權(quán)管理是電子政務系統(tǒng)的核心問題之一，理想的做法是在信息的整個生命周期提供最大限度的保護，如果無法控制存在的安全風險，那么按照電子政務“安全優(yōu)先”的原則將無法順利開展有關(guān)的業(yè)務。然而，普通加密、標準簽名和常見的訪問控制模型等，并不能有效解決合法用戶非法傳播敏感信息、可信第三方(trustedthirdparty，簡稱T

3、TP)監(jiān)管和代理授權(quán)等問題。本文的研究對象是安全服務中的關(guān)鍵技術(shù)問題，主要服務于信息共享的應用支撐平臺，也可以推廣到其他的電子政務或電子商務應用領(lǐng)域。在綜述、分析和比較前人的成果的基礎(chǔ)上，以特殊數(shù)字簽名作為貫穿全文的主線，融合加密、消息摘要等安全服務和安全機制要素，嘗試利用授權(quán)簽名解決安全服務和安全機制中的不足。圍繞簽名生成和驗證的授權(quán)，對簽名者、確認者、驗證者、代理、TTP等角色的相互作用進行了多方面的探討：(1)針對合法用戶對敏感信

4、息的非法傳播問題，通過驗證的不可轉(zhuǎn)移性實現(xiàn)了授權(quán)管理的核心內(nèi)容。合法用戶必然可以訪問并解密敏感信息，因此普通加密和訪問控制模型無法發(fā)揮作用；利用不可否認簽名，既保證了簽名生成后簽名者無法否認，又保證了只有獲得授權(quán)的驗證者可以確認簽名的合法性?；谶@一思路，改進了當前流行的不可否認簽名變型方案，有效防止了不誠實簽名者、確認者和驗證者的攻擊，并在此基礎(chǔ)上提出了新型電子印章方案和信任協(xié)商方案，實現(xiàn)了對敏感信息的驗證控制。(2)針對代理應用中權(quán)

5、利的短暫移交問題，對簽名生命周期中的生成、確認和驗證階段都提出了改進方案。滿足了代理簽名中的安全特性，能有效防止已知方案的多種攻擊，此基礎(chǔ)上提出了分區(qū)管理方案。實現(xiàn)了高效的代理簽名者匿名保護，無需依賴于TTP。結(jié)合不可否認方案，擴展了代理簽名的內(nèi)涵和外延，提高了授權(quán)簽名的安全性和靈活性。(3)針對相同數(shù)據(jù)不同屬性下安全性的差異，以及保密數(shù)據(jù)共享和批量“解密”需要，對當前高效的可轉(zhuǎn)換不可否認簽名方案進行了改進，防止了不誠實驗證者的攻擊。在

6、此基礎(chǔ)上引入了驗證粒度控制的思想，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)級的訪問控制，使得驗證者只能自驗證特定層次以下的統(tǒng)計信息的真實性，但不會損害個體數(shù)據(jù)的安全性。(4)針對電子政務對傳播信息的監(jiān)管要求，并保留批量轉(zhuǎn)換的安全特性，對可轉(zhuǎn)換不可否認簽名和確認者簽名從不同角度提出了擴展規(guī)則，使得TTP和簽名者均可以獨自檢查不可否認簽名內(nèi)容的合法性，并且簽名者能夠把不可否認簽名批量轉(zhuǎn)換為自認證簽名?？紤]到代理應用的需要，以上簽名協(xié)議可以進一步擴展為原始簽名者對代理簽發(fā)

7、的可轉(zhuǎn)換不可否認簽名進行驗證。(5)針對同時提供保密性和不可否認性的需要，解決非對稱密碼體制運算效率低的問題，提出了綜合多個簽密方案優(yōu)點的新方案，使得簽密方案既能實現(xiàn)驗證不可轉(zhuǎn)移，又能防止簽名者否認合法簽密，并進一步擴展到協(xié)同工作下存在多個簽名者和多個驗證者的情況。盡管需要可信第三方(TTP)作為仲裁者，但是TTP可以離線參與，并且為保護正常通信隱私TTP僅檢驗信息來源的真實性。(6)為驗證以上授權(quán)簽名協(xié)議的完備性和對于安全服務的實際效

8、果，按照有關(guān)電子政務標準的要求，并結(jié)合網(wǎng)絡服務等先進技術(shù)在數(shù)據(jù)交換平臺中進行了設計和實現(xiàn)，實驗結(jié)果表明以上設計思想具有合理性和實用性。本論文提出的多個授權(quán)簽名協(xié)議，一方面是對數(shù)字簽名協(xié)議的必要補充，修正了當前研究成果中存在的安全漏洞，擴展了授權(quán)協(xié)議的安全特性；另一方面對安全服務和安全機制關(guān)鍵技術(shù)的綜合應用進行探索，延伸了數(shù)字簽名和加密安全機制的適用范圍，結(jié)合網(wǎng)絡服務等多種技術(shù)手段有效解決了電子政務建設的迫切問題。綜上所述，本文不僅具有一