一種數(shù)字簽名方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字簽名領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)字簽名方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著公鑰密碼思想的提出，應(yīng)運(yùn)而生了一系列的數(shù)字簽名技術(shù)方案。數(shù)字簽名相 當(dāng)于一種電子簽章，可以用于加密數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)的安全性。目前的數(shù)字簽名方案的實(shí)現(xiàn) 主要基于數(shù)學(xué)難題，所述的數(shù)學(xué)難題例如可以是離散對(duì)數(shù)問(wèn)題(英文:Discrete Logarithm Problem，縮寫：DLP)或整數(shù)分解問(wèn)題（英文：Integer Factorization Problem，縮寫：IFP)。 若想破解一個(gè)數(shù)字簽名，需要能夠解決這個(gè)數(shù)字簽名所基于的數(shù)學(xué)難題。
[0003] 傳統(tǒng)的數(shù)字簽名方案的實(shí)現(xiàn)基本上都僅基于一個(gè)數(shù)學(xué)難題，例如大部分利用圓錐 曲線密碼體制的數(shù)字簽名方案。也就是說(shuō)，一個(gè)傳統(tǒng)數(shù)字簽名方案的安全性與其所基于的 數(shù)學(xué)難題的是否能夠被解決相關(guān)。然而隨著技術(shù)的發(fā)展，僅基于一個(gè)數(shù)學(xué)難題的數(shù)字簽名 方案越來(lái)越容易被破解，導(dǎo)致數(shù)字簽名的安全性難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種數(shù)字簽名方法和裝置，破解者必須同 時(shí)破解兩個(gè)數(shù)學(xué)難題才可能破解所述數(shù)字簽名，從而大大提高了數(shù)字簽名的破解難度，保 證了數(shù)字簽名的安全性。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：
[0006] -種數(shù)字簽名方法，所述方法包括：
[0007] 選定圓錐曲線Cn(a，b)，其中a和b*Cn(a，b)的函數(shù)中的參數(shù)， &，13三2"，2"是〇1(&，13) 的模n的剩余類環(huán)；
[0008] WCn(a，b)上確定一個(gè)基點(diǎn)G，其中6=(紅^)，6的階仏為：
[0009] Nn=lcm{|CP(a，b)|，|Cq(a，b)|}=2r S，其中p和q為大素?cái)?shù)，滿足
且p+1 = 2r，q+l = 2s，r和s為素?cái)?shù)，lcm為計(jì)算最小公倍數(shù)函數(shù)；
[0010] 根據(jù)Cn(a，b)和G確定出用于數(shù)字簽名的私鑰d和公鑰Q，且不公開(1和1，其中 e:，Q=dG，為不包括原點(diǎn)的&vn ;
[0011] 將消息m通過(guò)算法嵌入cn(a，b)中，得到Cn(a，b)中的一個(gè)點(diǎn)P(m)，其中P(m) = (xm，
[0012] 使用d對(duì)P(m)進(jìn)行數(shù)字簽名操作，得到m的數(shù)字簽名（y，S，G〇)，其中y為根據(jù)G和P (m)得到，Go和S為通過(guò)y得到。
[0013] 可選的，所述使用d對(duì)P(m)進(jìn)行數(shù)字簽名操作，具體包括：
[0014] 選擇一個(gè)整數(shù)k，其中灸;
[0015]計(jì)算戶(樹)'? 奴^ = (xi，-vi) , y 三xi(modNn)，以及 y G = (xn，yn)，設(shè)（xn，yn)為G。，如果 T =0,則重新選擇一個(gè)k;
[0016] 計(jì)算5三k+ y d(modNn)，如果5 = 0,則重新選擇一個(gè)k，其中，y和5均取Nn的最小非 負(fù)剩余。
[0017] 可選的，在確定出G、d、Q的過(guò)程中、將m嵌入Cn(a，b)以及進(jìn)行數(shù)字簽名操作的過(guò)程 中使用標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制的方式。
[0018] 可選的，所述將消息m通過(guò)算法嵌入Cn(a，b)中，包括：
[0019] 使用明文嵌入算法將m嵌入Cn(a，b)中。
[0020] 可選的，在獲?。▂，S，Go)時(shí)，對(duì)（y，S，Go)進(jìn)行驗(yàn)證，具體包括：
[0021] 計(jì)算? (-;，0) ?/"(??) = (<，J〔') ' ?
[0022] 在X矣（0,0)時(shí)，進(jìn)一步計(jì)算= (\，凡）當(dāng)-(Xw，_yM)時(shí)確定（Y， *) -- 5，Go)合法。
[0023] 一種數(shù)字簽名裝置，所述裝置包括：
[0024] 選定單元，用于選定圓錐曲線Cn(a，b)，其中a和b為Cn(a，b)的函數(shù)中的參數(shù)，a，be Z n，Zn是Cn (a，b)的模n的剩余類環(huán)；
[0025] 第一確定單元，用于從Cn(a，b)上確定一個(gè)基點(diǎn)G，其中G= (xc，yc)，G的階Nn為:Nn = lcm{ |CP(a，b) |，|Cq(a，b) | }=2rs，其中p和q為大素?cái)?shù)，滿足
.，且p+1 = 2r，q+ 1 = 2s，r和s為素?cái)?shù)，lcm為計(jì)算最小公倍數(shù)函數(shù)；
[0026] 第二確定單元，用于根據(jù)Cn(a，b)和G確定出用于數(shù)字簽名的私鑰d和公鑰Q，且不 公開(1和~，其中忒€ ,Q = dG，:Z^^不包括原點(diǎn)的;
[0027] 嵌入單元，用于將消息m通過(guò)算法嵌入Cn(a，b)中，得到Cn(a，b)中的一個(gè)點(diǎn)P (m)，其 中 P(m) = (xm，ym)
[0028] 簽名單元，用于使用d對(duì)P(m)進(jìn)行數(shù)字簽名操作，得到m的數(shù)字簽名（y，S，Go)，其 中Y為根據(jù)G和P(m)得到，Go和S為通過(guò)y得到。
[0029]可選的，所述簽名單元，具體包括：
[0030]選擇子單元，用于選擇一個(gè)整數(shù)k，其中灸e ;
[0031 ]第一計(jì)算子單元，計(jì)算.^(明)?^7 = (.vi，.ri), y 三xi(modNn)，以及 y G = (xn，yn)，設(shè) (xn，yn)為Go，如果y = 0，則重新觸發(fā)所述選擇子單元選擇一個(gè)k;
[0032] 第二計(jì)算子單元，用于計(jì)算5三k+ y d(modNn)，如果5 = 0,則重新觸發(fā)所述選擇子 單元選擇一個(gè)k，其中，y和5均取Nn的最小非負(fù)剩余。
[0033] 可選的，在確定出G、d、Q的過(guò)程中、將m嵌入Cn(a，b)以及進(jìn)行數(shù)字簽名操作的過(guò)程 中使用標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制的方式。
[0034] 可選的，所述嵌入單元具體用于使用明文嵌入算法將m嵌入Cn(a，b)中。
[0035] 可選的，還包括：
[0036] 驗(yàn)證單元，用于在獲?。▂，S，G〇)時(shí)，對(duì)（y，S，G〇)進(jìn)行驗(yàn)證，具體包括
[0037] 計(jì)算;T= 十（―70十尸(m) = ;
[0038] 在X關(guān)（0,0)時(shí)，進(jìn)一步計(jì)算凡），當(dāng)時(shí)確定（y， 5，Go)合法。
[0039] 由上述技術(shù)方案可以看出，在通過(guò)選定圓錐曲線匕"，)確定出公鑰和私鑰d的過(guò) 程中，不對(duì)外公開d和選定基點(diǎn)的階化，從而當(dāng)希望破解數(shù)字簽名的情況時(shí)，由于化沒有能公 開，破解者不能直接通過(guò)N n與r、s之間的關(guān)系，以及r、s與p、q之間的關(guān)系計(jì)算出Cn(a，b)中的 P和q，破解者必須同時(shí)破解兩個(gè)數(shù)學(xué)難題才可能破解所述數(shù)字簽名，從而大大提高了數(shù)字 簽名的破解難度，保證了數(shù)字簽名的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041 ]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字簽名方法的方法流程圖；
[0042] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字簽名的步驟示意圖；
[0043] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字簽名裝置的裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明 一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有 做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0045] -個(gè)數(shù)學(xué)難題的被破解難度和基于這個(gè)數(shù)學(xué)難題構(gòu)造的數(shù)字簽名的安全性直接 相關(guān)。不過(guò)隨著技術(shù)的發(fā)展，單個(gè)數(shù)學(xué)難題被破解的可能性越來(lái)越高，也就是說(shuō)，基于單個(gè) 數(shù)學(xué)難題的數(shù)字簽名方案已經(jīng)難以保證其安全性。
[0046] 發(fā)明人通過(guò)對(duì)基于圓錐曲線密碼體制的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)環(huán)上圓錐曲線來(lái)構(gòu)建密碼 體制，可以具有實(shí)現(xiàn)基于雙難題的數(shù)字簽名方案的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。例如可以同時(shí)基于數(shù)學(xué)難題 DLP和IFP的數(shù)字簽名方案，同時(shí)解決兩個(gè)數(shù)學(xué)難題的難度幾何倍數(shù)于解決一個(gè)數(shù)學(xué)難題的 難度，可以很好的保證數(shù)字簽名的安全性。
[0047]不過(guò)傳統(tǒng)中可能或聲稱基于雙難題的數(shù)值簽名方案中，由于為了能夠通過(guò)公鑰正 常解密數(shù)字簽名，需要公開的參數(shù)較多。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)公開參數(shù)中一部分參數(shù)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn) 單的數(shù)學(xué)計(jì)算，便可以直接獲得原本需要解決雙難題中一個(gè)數(shù)學(xué)難題才能得到的數(shù)值。