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基于异构密码系统的混合群组签密方案

牛淑芬 杨喜艳 王彩芬 田苗 杜小妮

引用本文: 牛淑芬, 杨喜艳, 王彩芬, 田苗, 杜小妮. 基于异构密码系统的混合群组签密方案[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(5): 1180-1186. doi: 10.11999/JEIT180554 shu
Citation:  Shufen NIU, Xiyan YANG, Caifen WANG, Miao TIAN, Xiaoni DU. Hybrid Group Signcryption Scheme Based on Heterogeneous Cryptosystem[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2019, 41(5): 1180-1186. doi: 10.11999/JEIT180554 shu

基于异构密码系统的混合群组签密方案

    作者简介: 牛淑芬: 女,1976年生,博士,副教授,研究方向为密码学;
    杨喜艳: 女,1992年生,硕士生,研究方向为密码学;
    王彩芬: 女,1963年生,博士,教授,研究方向为密码学;
    田苗: 女,1993年生,硕士生,研究方向为密码学;
    杜小妮: 女,1972年生,博士,教授,研究方向为信息安全
    通讯作者: 牛淑芬,sfniu76@nwnu.edu.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金(61562077, 61462077, 61662071, 61662069),甘肃省杰出青年基金(1308RJDA007),国家留学基金

摘要: 群组签密既能实现群组签名,又能实现群组加密,但是现有的群组签密方案的发送者和接收者基本上在同一个密码系统中,不能满足现实环境的需求,而且基本上采用的是公钥加密技术,公钥加密技术在加密长消息时效率较低。因此该文提出由基于身份的密码体制(IBC)到无证书密码体制(CLC)的异构密码系统的混合群组签密方案。在该方案中,私钥生成器(PKG)和密钥生成中心(KGC)能够分别在IBC密码体制和CLC密码体制中产生自己的系统主密钥;而且群组成员只有协作才能解签密,提高了方案的安全性;同时在无需更换群组公钥和其他成员私钥的情况下,用户可以动态地加入该群组。所提方案采用了混合签密,具有可加密任意长消息的能力。在随机预言模型下,证明了该文方案在计算Diffie-hellman困难问题下具有保密性和不可伪造性。通过理论和数值实验分析表明该方案具有更高的效率和可行性。

English

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  • 图 1  签密阶段计算效率

    图 2  解签密阶段计算效率

    表 1  效率分析

    方案签密阶段运算量解签密阶段运算量签密密文长度
    文献[13]$(2{n^2} + 7n + 3){P_M} + 3{P_H}$$({n^2} + n + 3){P_M} + 3{P_H}$$2|{G_1}| + 3|{{Z}}_q^*|$
    文献[15]$(2{n^2} + 3n + 2){P_M} + 3{P_H}$$({n^2} + n + 2){P_M} + 3{P_H}$$|{G_1}| + 3|{{Z}}_q^*|$
    本文$(2n + 7){P_M} + 4{P_H}$$(2n + 5){P_M} + 3{P_H}$$|{G_1}| + 4|{{Z}}_q^*|$
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    表 2  本文方案计算时间(s)

    n1002003004005006007008009001000
    签密时间1.18612.33753.60164.78995.97087.12838.16719.516310.728511.8963
    解签密时间1.47921.57741.74421.86451.89911.90012.14692.37732.46582.5549
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  • 通讯作者:  牛淑芬, sfniu76@nwnu.edu.cn
  • 收稿日期:  2018-06-06
  • 录用日期:  2018-12-25
  • 网络出版日期:  2019-01-02
  • 刊出日期:  2019-05-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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