理论教育 深入剖析形式化定义的实质

深入剖析形式化定义的实质

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:设签名者为Alice,指定验证者为Bob,标准的强指定验证者签名方案由四个多项式时间算法组成,SIGsdvs =(密钥生成,签名,验证,副本模拟):1.密钥生成.该算法输入安全参数1n,输出Alice和Bob的公私钥对(pkA,skA) 和(pkB,skB).2.签名.该算法输出消息M 和(skA,pkB),输出一个签名σ.3.验证.输入消息M,签名σ,Bob的私钥以及Alice 的公钥,该算法输

深入剖析形式化定义的实质

设签名者为Alice,指定验证者为Bob,标准的强指定验证者签名方案由四个多项式时间算法组成,SIGsdvs =(密钥生成,签名,验证,副本模拟):

1.密钥生成.该算法输入安全参数1n,输出Alice和Bob的公私钥对(pkA,skA) 和(pkB,skB).

2.签名.该算法输出消息M 和(skA,pkB),输出一个签名σ.

3.验证.输入消息M,签名σ,Bob的私钥以及Alice 的公钥,该算法输出比特“1”如果σ 是消息M 的一个合法签名,否则,输出比特“0”.

4.副本模拟.输入(M,pkA,skB,pkB),该算法输出一个签名的副本σ,该副本与真实签名算法输出的签名是不可区分的.

一个安全的SDVS方案应该满足以下安全特性.

1.正确性.一个真实生成的SDVS将以极大概率被验证算法接受.

2.不可伪造性.一个SDVS方案在适应性选择消息攻击下是存在性不可伪造的,假如任意多项式时间的敌手赢得以下游戏的优势是可忽略的.

系统建立.挑战者运行密钥生成算法生成系统参数以及Alice和Bob的公私钥对.挑战者将系统参数及Alice和Bob的公钥发送给敌手.

签名询问.敌手适应性的选择消息Mi,并对该消息进行签名询问.挑战者输出该消息以Bob为指定验证者的SDVS 作为回应.

验证询问.敌手可以访问验证预言机要求验证某个SDVS的合法性.作为回应,挑战者输出“1”假如该签名是合法的.否则,输出“0”.(www.daowen.com)

游戏的最后,敌手输出一个消息以Bob为指定验证者的新签名.如果该消息从未进行过签名询问且该签名能够被验证算法接受,则敌手赢得该游戏.

敌手在上述游戏中的优势定义为敌手输出一个伪造签名的概率.

3.不可传递性.不可传递性要求,验证者Bob无法传递该签名给任何第三方,换而言之,Bob无法使任何第三方相信该签名是由Alice签署的.这就要求Bob通过模拟算法输出的签名副本和真实的签名是不可区分的.具体的,不可传递性可以由以下游戏来定义,如果任意多项式时间的敌手赢得该游戏的概率是可忽略的,则SDVS方案满足不可传递性.

系统建立.挑战者运行密钥生成算法生成系统参数以及Alice和Bob的公私钥对.挑战者将系统参数及Alice和Bob的公钥发送给敌手.

签名与验证询问.敌手适应性的进行多项式有界次签名和验证询问.

挑战.敌手发送一个新的消息M 给挑战者.挑战者通过抛一个公平硬币的方式选择一个随机比特b,如果b = 0,发送该消息的真实SDVS给敌手,如果b = 1,发送签名副本给敌手.

游戏的最后,敌手输出一个猜测比特b,如果b=b,则敌手赢得该游戏.

敌手成功的优势定义为敌手猜对的概率与1/2的差值.即:

4.强性.任何不掌握Bob密钥的第三方无法确定该签名是否由Alice签署的,也无法验证该签名的正确性.

将上述SDVS的形式化定义,适当修改密钥生成算法可以将SDVS方案变型为一个SDVRS方案.在此过程中,密钥生成算法输出所以群组成员的公钥和密钥.对一个安全的SDVRS方案,除要求满足SDVS的安全特性外还应该满足签名者匿名性,具体见上一章环签名的定义.

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