一種代理盲簽名技術(shù)在刑偵信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

一種代理盲簽名技術(shù)在刑偵信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

彭煒（山西大同大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，山西大同037009）一種代理盲簽名技術(shù)在刑偵信息系統(tǒng)中的應(yīng)用彭煒（山西大同大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，山西大同037009）當(dāng)不同權(quán)限的刑偵人員對(duì)公安刑偵系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)操作時(shí)，極易產(chǎn)生刑偵系統(tǒng)的并發(fā)瓶頸和網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸。將代理盲簽名和橢圓曲線上雙線性對(duì)運(yùn)算的特性相結(jié)合構(gòu)建一個(gè)實(shí)用的多權(quán)限系統(tǒng)，使高權(quán)限操作者適時(shí)將案件簽名審批權(quán)轉(zhuǎn)授給下屬操作者完成，在不影響系統(tǒng)安全性情況下能夠有效提高系統(tǒng)的工作效率。代理盲簽名；私鑰；身份代理；刑偵由于公安刑偵工作的特殊性，基層偵察員在立、破案工作網(wǎng)上登賬時(shí)，往往需要高權(quán)限的上級(jí)人員進(jìn)行限時(shí)簽名審批。而實(shí)際當(dāng)中高權(quán)限人員由于出警、會(huì)務(wù)或資源限制等原因可能無法及時(shí)簽名。本文研究將高權(quán)限簽名權(quán)轉(zhuǎn)授給下屬代理簽名人，讓下屬代理簽名人對(duì)審批消息進(jìn)行簽名［1］。1983年Chaum提出［2］盲簽名方案，當(dāng)簽名人對(duì)將要確認(rèn)的消息不明確情況下，做出簽名認(rèn)證，同時(shí)驗(yàn)證者還可對(duì)簽名的合法性進(jìn)行驗(yàn)證。Shamir［3］于1984年提出了基于身份的密碼體制IDPKC，用戶的個(gè)體信息如姓名、身份證號(hào)等可作為用戶的公鑰。私鑰則由可信認(rèn)證中心PKG獲取。代理簽名的概念是1996年由Mambo［4］等人首先提出。本文在文獻(xiàn)［5］和文獻(xiàn)［6］的基礎(chǔ)上研究實(shí)現(xiàn)了基于代理盲簽名的刑偵系統(tǒng)應(yīng)用。1雙線性映射的三個(gè)性質(zhì)如下假設(shè)：G1為循環(huán)加法群，G2為循環(huán)乘法群，G1和G2的階均為素?cái)?shù)q。假定在G1和G2中計(jì)算離散對(duì)數(shù)問題是困難的。設(shè)e：G1×G2→G2為一個(gè)雙線性映射，它滿足以下3個(gè)性質(zhì)：（1）雙線性對(duì)于所有的P，Q∈G1，所有的P，Q∈e（aP，bQ）＝e（aP，abQ）＝e（abP，Q）＝e（P，Q）ab。（2）非退化性存在P∈G1，滿足e（P，P）≠1。（3）可計(jì)算性如果P，Q∈G1，則e（P，Q）可以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)有效計(jì)算出來。2幾個(gè)密碼學(xué)問題定義［7］群G1上，進(jìn)行如下幾個(gè)密碼學(xué)問題定義：（1）DiscreteLogarithmProblem，DLP（離散對(duì)數(shù)問題）：已知2個(gè)群元素P和Q，找一整數(shù)n，使得Q＝nP成立是困難的。（2）DecisionDiffie-HellmanProblem，DDHP（判定Diffie-Hellman問題）：（3）ComputationalDiffie-HellmanProblem，CDHP（計(jì)算Diffie-Hellman問題）：（4）GapDiffie-HellmanProblem，GDHP（間隙Diffie-Hellman問題）。如果在群G1上，DDHP容易但CDHP困難，則G1被稱為GDH群。3代理盲簽名方案高權(quán)限管理層D由于特殊原因不能適時(shí)對(duì)案件信息簽名審批時(shí)，可以通過代理授權(quán)將它的審批權(quán)轉(zhuǎn)授給其下的基層偵察員d來實(shí)現(xiàn)。3.1初始化過程設(shè)G1為循環(huán)加法群，G2為循環(huán)乘法群，G1、G2的階均為素?cái)?shù)q.P為G1的生成元，定義雙線性對(duì)e：G1×G2→G2。無碰撞哈希函數(shù)Ha，Hb。Ha：｛0，1｝*×G2→Zq，Hb：｛0，1｝*→G1。PKG選擇s∈R為系統(tǒng)主密鑰，系統(tǒng)公鑰Qpub＝sP。原始簽名人D（高權(quán)限偵察員）公鑰：QD＝Hb（IDD），對(duì)應(yīng)的私鑰：SD＝sQD。代理簽名人b（基層偵察員）公鑰：QS＝Hb（IDb），對(duì)應(yīng)的私鑰：SS＝sDS。監(jiān)督方S（監(jiān)查部門）的公鑰：QB＝Hb（IDS），對(duì)應(yīng)的私鑰：Sq＝S。系統(tǒng)公開參數(shù)：G1，G2，e，q，PQpub，Ha，Hb。3.2代理授權(quán)當(dāng)高權(quán)限偵察員D無法適時(shí)簽名審批時(shí)進(jìn)行簽名代理轉(zhuǎn)授。設(shè)mw是D與d雙方代理授權(quán)證書，主要成份有：雙方身份、代理期限、代理簽名范圍。D選擇P1∈RG1，計(jì)算rD＝e（P1，P），VD＝Ha（mw，rD），UD＝VDSD+rDP1，然后將UD，VD，rD，mw一起發(fā)送給基層偵察員d。基層偵察員d收到以上信息后，是否成立，若成立則計(jì)算代理簽名密鑰：rD＝e（P1，P），VD＝Ha（mw，rD），SP＝UD+Sd否則拒絕接受，式（1）證明如下：3.3基層偵察員立案操作協(xié)議（1）由基層偵察員d選擇P2∈RG1，計(jì)算rd＝e（P2，P），將rd，VD，rD，mw發(fā)送給監(jiān)查部門S。（2）監(jiān)查部門S選擇P2∈RG1，k∈R，計(jì)算r＝e（P3，P）V＝Ha（m，r），V′＝Vk-1，將V′發(fā)送給基層偵察員d，其中m是監(jiān)查部門S選擇的監(jiān)察信息隨機(jī)數(shù)。（3）基層偵察員d計(jì)算U′＝V′SP+P2，將U′發(fā)送給監(jiān)查部門S，同時(shí)更新S的監(jiān)察日志。（4）監(jiān)查部門S計(jì)算U＝kU′+P3，則（U，r，V）即為S的監(jiān)察內(nèi)容。3.4基層偵察員撤、銷案操作協(xié)議當(dāng)基層偵察員要進(jìn)行撤、銷案處理時(shí)，監(jiān)察部門S要對(duì)d進(jìn)行監(jiān)察，d選取對(duì)應(yīng)的案件case，d將case、（U，r，V）一起發(fā)送給S。S驗(yàn)證等式是否成立，若成立則接受該操作，然后監(jiān)察部門S選取監(jiān)察部門S將（US，VS，rS）和（U，V，r）一起發(fā)送給基層偵察員作為對(duì)撤、銷案件的核準(zhǔn)。以下是對(duì)式（2）的證明：3.5基層偵察員已破獲案件操作協(xié)議監(jiān)察部門收到基層偵察員破獲案件申請后，首先確認(rèn)是否具備破獲案件要求規(guī)定，如符合規(guī)定就簽名審批。驗(yàn)證式如下是否成立。若成立則可進(jìn)行戰(zhàn)果登記。4安全性分析4.1不可否認(rèn)性根據(jù)簽名驗(yàn)證可知，如果通過驗(yàn)證，那么代理盲簽名（m′，（mw，rD），（R，S））是有效的，其中mw是不可更改的，mw明確指明原始簽名者和代理簽名者，也就是說，原始簽名者不能否認(rèn)對(duì)代理者的授權(quán)，以及代理者也不能否認(rèn)對(duì)文件m的盲簽名。4.2不可篡改性在本方案中由于代理簽名方d不知道，P3所以無法計(jì)算出r和V，也就無法通過V′＝Vk-1計(jì)算出k，同時(shí)他要想通過U＝kUd+P3求出k，將面臨攻破DLP難度。4.3不可偽造性無論是高權(quán)限偵察員D或是監(jiān)督部門均無法偽造代理基層偵察員d進(jìn)行簽名，因?yàn)樗麄兌紵o法獲得d的私鑰Sd，也就無法計(jì)算出代理密鑰SP。5結(jié)束語本文通過將代理盲簽名與雙線性對(duì)運(yùn)算的特性進(jìn)行結(jié)合，解決了因高權(quán)限偵察員不能適時(shí)簽名審批影響基層偵察員無法及時(shí)工作的問題。本系統(tǒng)待改進(jìn)的是需要一個(gè)PKG來進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，必須確保PKG是完全誠實(shí)的。［1］UphamD.JPEG-JSteg-V4［EB/OL］.（2007-05-03）［2010-08-20］.http://www.funet.fi/pub/crypt/stegano-graphy/jpeg-jsteg-v4.diff.gz.［2］ChaumD.Blindsignatureforuntraceablepayments［M］.NewYork：plenumPress，1983.［3］ShamibA.Identity-basedcryptosystemsandsignatureschemes［A］.AdvancesinCryptology-CRYPTO'84，LectureNotesinComputerScience196［C］.Berlin：Springer-Verlag，1984：47-53.［4］MamboM，UsudaK，OkamotoE.Proxysignature：delega-tionofthepowertosignmmessages［J］.IEICETransac-tionsonFundamentals，1996，92（9）：1338-1353.［5］王天銀，蔡曉秋，張建中.一種安全有效的代理盲簽名方案［J］.計(jì)算機(jī)工程，2007，33（2）：148-149.［6］農(nóng)強(qiáng)，吳順祥.一種基于身份的代理盲簽名方案的分析與改進(jìn)［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2008，28（8）：1940-1942.［7］BONEHD，LYNNB，SHACHAMH.ShortsignaturesfromtheWeilpairing［A］.Asiacrypt2001，LNCS2248［C］.Berlin：Springer，2001：51-53.〔編輯高海〕AProxyBlindSignatureTechnologyApplicationintheCriminalInformationSystemPENGWei

（SchoolofMathematicsandComputerScience，ShanxiDatongUniversity，DatongShanxi，037009）WhendifferentinvestigatorspermissiontoconductbusinessontheInvestigativesystemoperationisveryeasytocreateconcurrentcriminalinvestigationsystembottlenecksandnetworkbandwidthbottlenecks.Proxyblindsignatureandtheellipticcurvepairingoperationcombinesthecharacteristicsofapracticalmulti-authoritysystem，sothattheoperatorofhighauthorityforapprovalinduecoursesignthecasetotherighttodelegatetoasubordinateoperationtocomplete，withoutaffec