的安全參 數(shù)。選取$中的兩個q階生成元g，h，以及抗碰撞的散列函數(shù)〃（）：!(urx丨， 氏(）：{0, 1}*-Zp，帶加密的散列函數(shù)廠(）:{〇,ifxi〇,if 。令所有環(huán)成員為Al，A2，… ，An，每個成員Ai選取其私鑰.V< ,則相應(yīng)的公鑰為x=g'1modpD
[0047]綜合上述信息，系統(tǒng)的公開參數(shù)為params=(p, q,g,h, H,氏，F(xiàn))，環(huán)成員的公私鑰 集合為{ (Xi，Yi)i=1, 2, 。
[0048] 為了生成消息m的簽名，真實簽名人As，sG{1，2,…，n}執(zhí)行以下步驟：
[0049]步驟 2-1 :隨機選取?，并計算a*=hamodp,b*=(a*)vmodp;
[0050]步驟 2-2 :隨機選取:we\并計算u=(a*)umodp, 0=u+vF(m| |a*,U)modq;
[0051]步驟2-3:為其余n-1個環(huán)成員Aji乒s)各選取一個隨機數(shù)巧，并計算
[0052]步驟 2-4 :計算V=氏(m| |a* | |b*):
[0053] 步驟2-5 :隨機選取A e 并計舅
[0054]步驟2-6 :計;
[0055] 步驟2-7 :對消息m的簽名是（m，札，…，Rn，〇，a*，b'U，0 )。
[0056] 對于給定的消息m和相應(yīng)的簽名，驗證者首先檢測關(guān)鍵參數(shù)f是否按要求生 成，接著再驗證簽名的有效性。具體操作步驟如下：
[0057] 步驟3-1:檢查等式^m〇tip是否成立。若成立，則執(zhí)行下一步； 反之則簽名無效；
[0058] 步驟 3-2 :計算m'=氏(m| |a*| |b*)，對所有 1 <i<n，計算hi=H(m'，R;);
[0059] 步驟3-3:檢查等式f^ …mod/;是否成立。若成立，則 簽名有效；反之則簽名無效。
[0060] 真實簽名人可通過以下交互式證明協(xié)議，使其指定的驗證方確信他的身份，即向 對方證明他知道以f為底，b$的對數(shù)（不泄露具體的V)。具體步驟如下：
[0061] 步驟4-1:簽名人隨機選擇《￡/7，并計算0 =(i)am〇dp。同時，隨機選擇 e <，并計算員的承諾,其中i^v、= modj}:是指定驗證方的公鑰，SKV 是其私鑰，PKV不同于所有環(huán)成員的公鑰yi(i= 1，2,…，n)。簽名人將c發(fā)送給指定驗證 方；
[0062] 步驟4-2:指定驗證方隨機選取&并發(fā)送給簽名人；
[0063] 步驟4-3 :收到挑戰(zhàn)信息e后，簽名人計算q=a+vemodq并發(fā)送給指定驗證 人。接著，簽名人公開0，T，供對方驗證承諾c;
[0064]步驟 4-4 :指定驗證方檢查兩個等式c=gp (PKV)Ymodp，（a*)n = 0(b*)Emodp 是否成立。若成立，則確信被驗證方是關(guān)于消息m的真實簽名人。
[0065]本發(fā)明較現(xiàn)有的Schnorr環(huán)簽名方案，增加了身份確認功能。驗證方僅需與簽名 人進行2次交互，即可確認對方是否是真實簽名人。與同類的可驗證/可撤銷匿名性環(huán)簽 名方案相比，本發(fā)明的構(gòu)造簡潔、高效，并實現(xiàn)了身份驗證范圍的可控。
[0066] 下面將對本發(fā)明的環(huán)簽名方案應(yīng)用于企業(yè)的情況進行說明。
[0067]依照本發(fā)明的步驟，當政府部門或大型企業(yè)應(yīng)用本發(fā)明的簽名系統(tǒng)時，如某一職 員發(fā)現(xiàn)領(lǐng)導、上司的貪腐或失職行為，他可利用部門內(nèi)部所有員工的公鑰生成環(huán)簽名，將舉 報信息公之于眾或向更高的上級反映。由于公鑰信息均來自部門內(nèi)部，驗證者（舉報信息 接收者）可確信消息來源，但無法確認舉報者身份。舉報信息一經(jīng)查實，有關(guān)部門希望對舉 報者給予獎勵，此時該職員可通過身份確認功能，向具體負責人證實其身份。由于該過程的 不可傳遞性，驗證方無法散播舉報人的身份信息，避免了被舉報人及其同黨可能實施的報 復行為。
[0068] 所以，本發(fā)明帶來的有益效果是：增強了環(huán)簽名方案的適用性，尤其適用于匿名舉 報一事后獎勵的應(yīng)用場景。
[0069]對該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)以上實施類型可以很容易聯(lián)想其他的優(yōu) 點和變形。因此，本發(fā)明并不局限于上述具體實例，其僅僅作為例子對本發(fā)明的一種形態(tài)進 行詳細、示范性的說明。在不背離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)上述具體 實例通過各種等同替換所得到的技術(shù)方案，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍及其等同范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種具備指定可驗證性的Schnorr環(huán)簽名方案，其特征在于：包括以下模塊： 系統(tǒng)初始化模塊：基于相應(yīng)的安全參數(shù)，選取方案所需的公開參數(shù)，為每個環(huán)成員生成 公私鑰對； 簽名模塊：即概率性簽名算法，概率地生成環(huán)簽名以及用于身份確認的關(guān)鍵參數(shù)； 驗證模塊：非交互式確定性證明算法，驗證身份確認參數(shù)及環(huán)簽名的有效性； 確認模塊：交互式零知識證明協(xié)議，使指定驗證方確認示證方的身份； 具體的操作步驟為： 1) 系統(tǒng)初始化：生成環(huán)成員公私鑰對以及系統(tǒng)的公開參數(shù)； 2) 簽名生成：真實簽名人生成消息簽名； 3) 簽名驗證：對于給定的消息和相應(yīng)的簽名，驗證者首先檢測關(guān)鍵參數(shù)是否按要求生 成，接著再驗證簽名的有效性； 4) 身份確認：真實簽名人可通過一種交互式證明協(xié)議，使其指定的驗證方確信他的身 份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備指定可驗證性的Schnorr環(huán)簽名方案，其特征 在于，所述系統(tǒng)初始化的具體操作為：首先系統(tǒng)選取大素數(shù)P，q使得q|p_l，且q> 2k， 其中k是方案的安全參數(shù)；選取^中的兩個q階生成元g、h，以及抗碰撞的散列函數(shù)帶加密的散列函數(shù)令所有環(huán)成員為A11A2，…，An，每個成員A1選取其私鑰則相應(yīng)的公鑰為綜上所述，系統(tǒng)的公開參數(shù)為params = (p, F)，環(huán)成員的公私鑰集合為 { (Xi，Yi) i= 。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備指定可驗證性的Schnorr環(huán)簽名方案，其特征在于， 所述簽名生成執(zhí)行以下步驟：步驟2-1 :隨機選取 步驟2-2 :隨機選取 步驟2-3 :為其余n-1個環(huán)成員Ai (i辛s)各選取一個隨機數(shù)A e &，并計算步驟 2-4 :計算 m' = H1 (m I I a"" I I tO ; 步驟2-5 :隨機選取a € f，并計算步驟2-6 :計算步驟 2-7 :對消息 m 的簽名是（m，R1, . . .，Rn, 〇，a' b' U，Θ ); 其中，生成消息m的簽名，真實簽名人As，s e {1，2，...，η}。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備指定可驗證性的Schnorr環(huán)簽名方案，其特征在于， 所述簽名驗證具體步驟如下： 步驟3-1 :檢查等式是否成立，若成立，則執(zhí)行下一步； 反之則簽名無效； 步驟3-2 :計算對所有1彡i彡n，計算Iii= H(m'，R J ; 步驟3-3 :檢查等式是否成立，若成立，則簽名 有效；反之則簽名無效。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備指定可驗證性的Schnorr環(huán)簽名方案，其特征在 于，所述身份確認即向?qū)Ψ阶C明他知道以f為底，b $的對數(shù)，且不泄露具體的V，具體步驟如 下： 步驟4-1:簽名人隨機選，_并計算β = (Bi)aIiiod p。同時，隨機選擇 并計算β的承諾:是指定驗證方的公鑰，3心是其 私鑰，PKv不同于所有環(huán)成員的公鑰y i (i = 1，2, ...，η)，簽名人將c發(fā)送給指定驗證方； 步驟4-2 :指定驗證方隨機選取s 并發(fā)送給簽名人； 步驟4-3:收到挑戰(zhàn)信息ε后，簽名人計算η = α+νε mod q并發(fā)送給指定驗證人。 接著，簽名人公開β，γ，供對方驗證承諾c ; 步驟4-4 :指定驗證方檢查兩個等式是否 成立，若成立，則確信被驗證方是關(guān)于消息m的真實簽名人。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有指定可驗證性的Schnorr環(huán)簽名方案，該方案包括四個階段：系統(tǒng)初始化；簽名生成；簽名驗證；身份確認。方案的身份確認過程為交互式零知識證明，僅需簽名人與驗證方2次交互，即可完成身份確認，且過程中出示的身份證據(jù)是不可傳遞的；同時該方案基于Schnorr環(huán)簽名，各階段均具有較高的執(zhí)行效率，在隨機預(yù)言機模型下，可抗自適應(yīng)選擇消息攻擊，即具備存在不可偽造性。
【IPC分類】H04L9/32
【公開號】CN105187212
【申請?zhí)枴緾N201510484057
【發(fā)明人】呂鑫, 劉璇, 馬鴻旭, 平萍, 李水艷, 王愛莉, 余群
【申請人】河海大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月7日