高效的格上基于身份的签名方案

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1、高效的格上基于身份的签名方案*李明祥，刘阳，赵秀明（河北金融学院信息管理与工程系，河北保定071051）摘要：基于身份的签名(IBS)方案可广泛应用于移动电子商务等资源受限的场合。本文首先利用Micciancio和Peikert在Eurocrypt’12上提出的陷门生成算法GenTrap、原像抽样算法SampleD和陷门委托算法DelTrap构造了一个新的基于格的IBS方案；然后在标准模型下基于小整数解(SIS)问题证明了所提出的方案满足选择身份和固定选择消息攻击下的强不可伪造性；最后比较了所提出的方案与现有同类方案的计算性能，结果表明本文所提方案的效率最高。关键词：签名；基于身

2、份；强不可伪造性；格中图法分类号：TP309.2文献标识码：AEfficientidentity-basedsignatureschemefromlatticesLIMing-xiang*,LIUYang,ZHAOXiu-ming(DepartmentofInformationManagementandEngineering,HebeiFinanceUniversity,BaodingHebei071051,China)Abstract:Identity-basedsignature(IBS)schemescanbewidelyusedintheresource-constrai

3、nedapplications,suchasmobilee-commerce.Atfirst,anewlatticebasedIBSschemewasconstructedbyusingtrapdoorgenerationalgorithmGenTrap,preimagesamplingalgorithmSampleD,andtrapdoordelegationalgorithmDelTrapwhichwereproposedonEurocrypt2012byMicciancioandPeikert.Secondly,theproposedschemewasprovedtosat

4、isfythestrongunforgeabilityagainstselectiveidentityandstaticchosenmessageattacksunderthesmallintegersolutionassumptioninthestandardmodel.Finally,thecomputingperformanceoftheproposedschemewascomparedwiththeexistingsimilarschemes.Thecomparisonresultshowsthattheproposedschemeenjoysthehighestcomp

5、utationefficiency.Keywords:signature;identity-based;strongunforgeability;lattices———————————————收稿日期：2013-4-17；修回日期：2013-5-22基金项目：国家“九七三”重点基础研究发展规划项目基金（2011CB311809）；国家自然科学基金面上项目（61163050）；河北省教育厅资助科研项目（ZH2011216）。作者简介：李明祥（1968－），男，山东济宁人，副教授，博士，主要研究方向为公钥密码学、金融密码学limingxiang2008@gmail.com；刘阳（19

6、86－），女，硕士，助教，主要研究方向为入侵检测、数据挖掘；赵秀明（1965－），女，硕士，教授，主要研究方向为云计算、云安全。0引言基于身份的密码(Identity-basedcryptography,IBC)体制[1]可广泛应用到各种资源受限的环境中。目前人们利用双线性对已设计了大量的基于身份的密码方案，如基于身份的加密方案[2]、基于身份的签名(Identity-basedsignature,IBS)方案[3]等。可是双向性对的计算效率却很低，因此人们一直在寻求利用其他方法构造IBC方案。基于格的密码体制是少数几种抗量子计算的经典公钥密码体制之一，由于量子计算机的出现只是时

7、间问题，因此基于格的密码体制受到了人们的普遍关注。其中基于格的IBC方案的设计与分析更是受到了人们的格外关注。Ajtai[4]在STOC’96上定义了小整数解(Smallintegersolution,SIS)问题，并开创性地证明了该问题在平均情况下是困难的。Ajtai[5]于1999年提出了一种陷门生成算法，Alwen和Peikert[6]于2009年又改进了Ajtai的陷门生成算法[5]。Gentry和Peikert[7]在STOC’08上基于SIS问题提出了一种带原像抽样的