基于智能電網(wǎng)身份安全的無(wú)可信pkg的門限代理簽名方法
【專利摘要】一種基于智能電網(wǎng)身份安全的無(wú)可信PKG的門限代理簽名方法。該簽名方法的簽名者和PKG交互后得到其私鑰對(duì)(xid,yid)和公鑰對(duì)(Xid,Yid)；用可驗(yàn)證秘密共享方案來(lái)對(duì)代理簽名人進(jìn)行授權(quán)，假定P1,P2,…,Pt是t個(gè)代理簽名者，他們將共同協(xié)作產(chǎn)生消息m的代理簽名；每個(gè)代理者Pi產(chǎn)生部分代理簽名，并將其發(fā)送給驗(yàn)證者C，若每個(gè)部分代理簽名都通過(guò)驗(yàn)證，則C合成一個(gè)有效的門限代理簽名。本發(fā)明具方法有許多預(yù)計(jì)算，具有更高的執(zhí)行效率。具備門限代理簽名的保密性、代理保護(hù)性、不可偽造性、不可否認(rèn)性及強(qiáng)可識(shí)別性等安全特性。
【專利說(shuō)明】基于智能電網(wǎng)身份安全的無(wú)可信PKG的門限代理簽名方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于智能電網(wǎng)身份安全的無(wú)可信PKG的門限代理簽名方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著通訊技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，各種信息系統(tǒng)如調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)等在電力系統(tǒng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。智慧城市的發(fā)展使得智能電網(wǎng)將與傳統(tǒng)的電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等有機(jī)融合，電網(wǎng)不僅是電力傳輸?shù)妮d體和平臺(tái)，而且是重要的公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。依托豐富的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建開(kāi)放式的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，促使電力流、信息流、業(yè)務(wù)流不斷融合，以滿足日益多樣化的用戶需求。
[0003]智能電網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全問(wèn)題日益突出，利用現(xiàn)代密碼算法和密碼協(xié)議提高電力系統(tǒng)應(yīng)用層控制協(xié)議的抗攻擊力是目前廣泛關(guān)注的研究課題之一。代理簽名指的是經(jīng)過(guò)原始簽名者的授權(quán)，代理簽名者才能代表原始簽名者生成有效的簽名。門限簽名主要應(yīng)用于將簽名權(quán)力通過(guò)門限的方式分配給群組的各成員的場(chǎng)合中，將門限簽名引入代理簽名體制中，形成了門限代理簽名。在(t，η)門限代理簽名中，只有不少于t個(gè)的代理簽名者合作才能代表原始簽名者生成有效的簽名。
[0004]在基于身份的密碼體制中，用戶的公鑰直接從其身份信息得到，而私鑰則是由一個(gè)稱為私鑰生成中心(P KG, private key generator)的可信方生成,基于身份的門限代理簽名存在密鑰托管問(wèn)題，PKG被攻陷后會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)災(zāi)難。在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中研究基于身份的無(wú)可信PKG技術(shù)，可以防止惡意簽名、濫用代理簽名權(quán)問(wèn)題，解決密鑰托管、實(shí)現(xiàn)權(quán)限分散管理，因此具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種基于智能電網(wǎng)身份安全的無(wú)可信PKG的門限代理簽名方法。該簽名方法的簽名者和PKG交互后得到其私鑰對(duì)Cri,，Λν)和公鑰對(duì)％,，VJ ;用可驗(yàn)證秘密共享方案來(lái)對(duì)代理簽名人進(jìn)行授權(quán)，假定P1, P2,…，Pi是?個(gè)代理簽名者，他們將共同協(xié)作產(chǎn)生消息《的代理簽名；每個(gè)代理者Pi產(chǎn)生部分代理簽名，并將其發(fā)送給驗(yàn)證者C，若每個(gè)部分代理簽名都通過(guò)驗(yàn)證，則C合成一個(gè)有效的門限代理簽名。
[0006]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案如下:一種基于智能電網(wǎng)身份安全的無(wú)可信PKG的門限代理簽名方法，假設(shè)系統(tǒng)中存在私鑰生成中心PKG、原始簽名者P。、代理簽名者L= (P1, P2,…，PnI和一個(gè)驗(yàn)證者C, C也是集合L中的一個(gè)成員，C負(fù)責(zé)驗(yàn)證代理群成員的個(gè)人代理簽名的有效性，并把這些有效的個(gè)人代理簽名合成為代理簽名，設(shè)是由/7生成的循環(huán)加法群，其階為素?cái)?shù)7而是具有相同階^的乘法循環(huán)群；雙線性映射e W1X^1 — G2 ；具體步驟如下所述；
步驟1、系統(tǒng)初始化:PKG隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)e ，計(jì)算出系統(tǒng)公鑰私尸，并選擇以下強(qiáng)無(wú)碰撞哈希函數(shù)/Z1: {0, 1} —G，H2-{O, 1} —< ;然后PKG將作為系統(tǒng)私鑰保存，并且公開(kāi)G2, e,P, q, Qpkg,H1,H2]；
步驟2、密鑰生成:假定ii/表示簽名者的惟一可識(shí)別的身份，PKG對(duì)其進(jìn)行物理鑒定確信iW具有惟一性；簽名者任意選取a, e <作為其第一部分私鑰，然后計(jì)算石，并發(fā)送Xid給PKG ；PKG計(jì)算出yid=sPKGYid,其中Yjd= H1 {id, J)，并將yjd發(fā)送給簽名者，于是簽名者得到其私鑰對(duì)Cr,.,，rj和公鑰對(duì)cr,.,，rj ;根據(jù)以上算法，原始簽名者P。得到私鑰(Χο,^ο)和公鑰Cr。，7。)，代理簽名者Pi得到私鑰Cr,.，Λ.)和公鑰(石，Vj)； 步驟3、代理密鑰生成:在代理密鑰生成協(xié)議中，利用Pederson可驗(yàn)證秘密共享方案來(lái)對(duì)代理簽名人進(jìn)行授權(quán)；原始簽名者Ptl利用簽名方案對(duì)證書I進(jìn)行簽名，證書I描述了代理的諸多事宜，包括:
步驟3.1、原始簽名者P。首先任意選擇& e Hii然后計(jì)算=e(P，F(xiàn))h , V0=H2 ijnw, r0)
最后計(jì)算出+FaF0于是Pci將發(fā)送給Pi ；
步驟3.2、原始簽名者Ptl任意選擇A e 6，其中I < i < ?-l，并且構(gòu)造多項(xiàng)式F(x) =U^xFl+-.+Xt^1 Ft^lV0計(jì)算久才⑴(i=0,...，/?),其中化手如=^。；最后P。將久.秘密發(fā)送給代理簽名者Pi (i=l，…，/?)，并且廣播4=6(?產(chǎn))，(^(^，^，其中戶!，…，?-l ；步驟3.3、每個(gè)Pi通過(guò)下式驗(yàn)證的有效性:

【權(quán)利要求】
1.一種基于智能電網(wǎng)身份安全的無(wú)可信PKG的門限代理簽名方法，其特征在于假設(shè)系統(tǒng)中存在私鑰生成中心PKG、原始簽名者Ptl、代理簽名者L= {P。P2,…，PJ和一個(gè)驗(yàn)證者C，C也是集合L中的一個(gè)成員，C負(fù)責(zé)驗(yàn)證代理群成員的個(gè)人代理簽名的有效性，并把這些有效的個(gè)人代理簽名合成為代理簽名，設(shè)G是由/7生成的循環(huán)加法群，其階為素?cái)?shù)q 'G2是具有相同階7的乘法循環(huán)群；雙線性映射e W1X^1 — G ;具體步驟如下； 步驟1、系統(tǒng)初始化:PKG隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)e ，計(jì)算出系統(tǒng)公鑰尸，并選擇以下強(qiáng)無(wú)碰撞哈希函數(shù)/Z1: {O, 1 —&，H2-{O, 1 —^ ;然后PKG將作為系統(tǒng)私鑰保存，并且公開(kāi)G2, e,P, q, Qpkg,H1,H2]； 步驟2、密鑰生成:假定ii/表示簽名者的惟一可識(shí)別的身份，PKG對(duì)其進(jìn)行物理鑒定確信iW具有惟一性；簽名者任意選取a, e 作為其第一部分私鑰，然后計(jì)算石，并發(fā)送Xid給PKG ；PKG計(jì)算出yid=sPKGYid,其中Yjd= H1 {id, J)，并將yjd發(fā)送給簽名者，于是簽名者得到其私鑰對(duì)Cr,.,，rj和公鑰對(duì)cr,.,，rj ;根據(jù)以上算法，原始簽名者P。得到私鑰(Χο,^ο)和公鑰Cr。，7。)，代理簽名者Pi得到私鑰Cr,.，Λ.)和公鑰(石，Vj)； 步驟3、代理密鑰生成:在代理密鑰生成協(xié)議中，利用Pederson可驗(yàn)證秘密共享方案來(lái)對(duì)代理簽名人進(jìn)行授權(quán)；原始簽名者Ptl利用簽名方案對(duì)證書I進(jìn)行簽名，證書I描述了代理的諸多事宜，包括: 步驟3.1、原始簽名者P。首先任意選擇慫e 然后計(jì)算^ = e(P, F)h , V0=H2 (jnr, r0)最后計(jì)算出+FaF0于是Po將發(fā)送給Pi ； 步驟3.2、原始簽名者Ptl任意選擇A e 6，其中I < i < ?-l，并且構(gòu)造多項(xiàng)式 F(x) =U^xFl+- +x^F^Vq 計(jì)算 A二/^(i) (i=0,...，/?)，其中 D0=F(O)=Uq ； 最后Ptl將秘密發(fā)送給代理簽名者P,.α=ι,…，/?)，并且廣播{u0,P)，Aj=e φρP)，其中 J=I,...，t-l ； 步驟3.3、每個(gè)Pi通過(guò)下式驗(yàn)證的有效性:
，如果該式成立，則P,.計(jì)算其代理簽名密鑰
否則Pi請(qǐng)求重新發(fā)送一個(gè)有效的值； 步驟4、代理簽名生成:不失一般性，我們假定P1, P2,…，Pi是?個(gè)代理簽名者，他們將共同協(xié)作產(chǎn)生消息《的代理簽名；每個(gè)代理者Pi產(chǎn)生部分代理簽名，并將其發(fā)送給驗(yàn)證者C，若每個(gè)部分代理簽名都通過(guò)驗(yàn)證，則C合成一個(gè)有效的門限代理簽名，包括: 步驟4.1、代理簽名者Pi首先任意選擇冬e::_；,然后計(jì)算r;，并將r,.發(fā)送給C； 步驟4.2、驗(yàn)證者C計(jì)算
, h=H2 Ollr),并將A發(fā)送給各個(gè)代理簽名者Pi ； 步驟4.3、代理簽名者Pi計(jì)算部分代理簽名Uphdi+kiP，并將簽名結(jié)果發(fā)送給C ； 步驟4.4、驗(yàn)證者C收到Ui后，通過(guò)下式驗(yàn)證:
如果所有的G都通過(guò)了驗(yàn)證，則C計(jì)算=，最終的代理簽名是砍Bi, mw, r0,r)； 步驟5、代理簽名驗(yàn)證:門限代理簽名驗(yàn)證者計(jì)算V0=H2 ipir, r0)、h=H2 O Il r),并檢查下式是否成立:
若上式成立，則 通過(guò)驗(yàn)證，否則失敗。
【文檔編號(hào)】H04L9/32GK104079412SQ201410322276
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】彭偉, 鄭海濤, 高長(zhǎng)錄 申請(qǐng)人:甘肅省電力設(shè)計(jì)院