基於理性的防合謀攻擊(t,n)門限簽名協定的研究

項目摘要

由於(t,n)門限簽名和其他簽名相比具有更強的魯棒性、安全性和套用範圍的廣泛性，引起研究者對（t,n）門限簽名的極大興趣，研究者已經從事近二十年的研究，並且取得了很多研究成果，特別是在防外部攻擊的安全性問題上已經有新的理論和和方法。但是，由於受經典的密碼學理論的束縛，從理論和方法上還未能解決防內部攻擊的問題，特別是防內部合謀攻擊問題。本研究將理性理論套用於(t,n)門限簽名中，通過研究參與者的效應和納什彈性均衡理論，建立適用於經典的密碼學理論的（t,n）門限簽名中的博弈理論、方法和模型，並就將所研究的方法和模型套用到(t,n)門限簽名協定中，使得參與(t,n)門限簽名者，從理性的觀點出發，參與合謀的效應沒有他們遵守策略的時高，從而達到參與(t,n)門限簽名者不參與合謀的目的。本研究的最大特色是將博弈理論套用到經典的(t,n)門限簽名中，從理論和方法上解決(t,n)門限簽名防合謀攻擊問題。

結題摘要

理性門限簽名是將參與簽名的個體看做是理性人，根據協定的不同運行情況賦予其不同的效用函式值。在秘密共享的基礎上，構造不同的門限結構，將簽名私鑰分割為不同的子密鑰影子，每個局中人持有不同的子密鑰影子，簽名人數只有到達門限值才能夠恢復出門限簽名私鑰。該研究可以廣泛的套用在雲計算、大數據處理的金融、政府等要求安全等級較高的套用場合。本研究主要研究以下內容及其創新點如下： (1) 首次提出了預防成員欺詐的策略和機率效用設計方法，構建了可預防參與者欺詐的博弈模型。對欺詐者進行了效用懲罰，使得參與者在執行協定時，沒有欺騙的動機,達到了事先預防參與者欺詐的目的，解決了分發者無法離線的問題，彌補了固定有限輪博弈模型的缺陷。在設計的博弈模型中，也無需有誠實者或可信者參與的硬性條件。 (2) 首次提出了可計算防合謀均衡的設計方法,構建了預防參與者合謀的博弈模型。分析了成員合謀行為及防範對策，使得參與者所採取的策略滿足可計算防合謀均衡,合謀成員不清楚當前輪是真秘密所在輪，還是檢驗參與者誠實度的測試輪，參與者採取合謀策略的期望收益沒有遵守算法的收益大，因此，理性的參與者沒有動機合謀偏離策略。從而解決了參與者合謀問題。 (3) 針對標準點對點通信網路提出了理性信息交換密碼協定的博弈模型，模型擺脫了廣播通信的束縛，不會出現單點崩潰，並且維護容易、具有良好的魯棒性及較佳的並發處理能力，同時也達到了模擬廣播通信的效果，解決了廣播通信網路下所設計的理性密碼協定不能在網際網路中實現的問題，從而更加符合實際。（4）首次將理性參與者的概念套用到門限簽名中，針對簽名密鑰分發階段密鑰分發者不願意分發正確子密鑰，以及簽名合成階段參與者的不合作行為,提出了理性門限簽名協定。將簽名看作是理性參與者的一種“權利”，同時又需要承擔相應“責任”的角度出發，運用討價還價機制解決理性簽名密鑰分發問題，採用隨機均勻分組方法構造理性門限簽名合成機制，保證了各參與者能得到正確的子密鑰，同時有動機完成對訊息的簽名。通過該研究資助,總計發表期刊文章14篇，其中被SCi檢索的文章5篇，EI檢索的文章8篇，國際期刊10篇，國內一級學報5篇。培養已畢業的博士生2名，碩士生9人，在即將畢業的博士生9人，碩士生11人。關鍵字：門限簽名；博弈論；合謀攻擊；欺詐；

基於理性的防合謀攻擊(t,n)門限簽名協定的研究

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