无证书代理签名方案

张亦辰 李继国 袁泓

摘要 为了避免基于身份密码系统中的密钥托管问题和传统公钥密码的证书管理问题，利用双线性对，提出了一种无证书代理签名方案.基于计算Diffie-Hellman困难问题假定，在随机预言模型下证明了方案的安全性.与已有的同类方案的性能进行了比较，结果表明提出的方案在计算代价和通信代价上有一定的优势.

关键词 无证书签名；双线性对；代理签名；随机预言模型

中图分类号TP309

文献标志码A

0 引言

2003年，Al-Riyami等[1]提出无证书公钥密码体制.无证书公钥签名方案不需要公钥证书，解决了传统公钥密码技术中证书管理与认证的问题，在应用中带来极大的便利.无证书公钥密码体制，需要一个可信第三方KGC.与基于身份的密码体制下的PKG不同，KGC根据用户的身份ID为用户生成部分私钥，用户根据KGC产生的部分私钥和自己产生的秘密值共同生成私钥，所以KGC不知道用户的私钥，解决了基于身份的密钥托管问题.无证书签名一经提出就受到广泛关注，一些无证书签名方案陆续被提出[2-9].文献[2-3]推广了环签名概念，提出了无证书环签名方案.文献[4-5]对几种无证书签名方案的安全性进行分析并提出了相应的改进方案.Yang等[6]提出了无证书盲签名方案.为了同时实现签名和加密的功能并提高效率，Li等[8]提出了无证书在线/离线签名方案.最近，Lu等[9]提出了无证书强密钥隔离签名方案，并在标准模型下证明了方案的安全性.

1996年，Mambo等[10]首次提出代理签名的概念，它指当某个签名人因某种原因不能签名时，将签名权委托给他人（称为代理人）替自己行使签名权，并根据授权对代理签名做了分类，即完全授权方案、部分授权方案和证书授权方案.文献[10]中的方案由于代理签名私钥中没有任何代理签名者的认证信息，所以不能满足强不可否认性的特征，即代理签名者能够否认他或她已经生成的代理签名.有鉴于此，根据不可否认性的特征，在文献[11]中，Lee等把代理签名分为强代理签名和弱代理签名.弱代理签名仅仅表示原始签名者的签名，代理签名者能够对除原始签名者之外的人否认自己生成这个签名；强代理签名表示原始签名者和代理签名者双方共同产生的签名，一旦代理签名者生成一个有效的代理签名，代理签名者不能对任何人（包括原始签名者）否认这个自己生成的签名.

2005年，Li等[12]提出了一个无证书代理签名方案（称为LCS方案），并声称该方案满足代理签名所要求的安全性质.Yap等[13]指出LCS方案不能抵抗公钥替换攻击.2009年，张磊等[14]给出了一类无证书签名方案的构造方法.为了改进通信效率，Chen等[15]提出了可证安全的无证书短代理签名方案，该方案能适应带宽受限的环境.为了处理密钥泄露问题，Li等[16]提出了一个前向安全的无证书代理签名方案，基于计算Diffie-Hellman困难问题假定，在随机预言模型下证明了方案的安全性.最近，Lu等 [17]提出了一个标准模型下安全的无证书代理签名方案.为了提高方案的性能，本文提出了一种高效的无证书代理签名方案.

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