无线传感器网络中一次性数字签名算法设计

doi:10.3969/j.issn.1000-3428.2014.12.018

计算机工程 ›› 2014, Vol. 40 ›› Issue (12): 97-103. doi: 10.3969/j.issn.1000-3428.2014.12.018

无线传感器网络中一次性数字签名算法设计

康立^1,2,刘家芬²

1.西南财经大学中国支付体系研究中心,成都 610074;
2.四川省金融智能与金融工程重点实验室,成都 610074

收稿日期:2014-01-10 修回日期:2014-03-05 出版日期:2014-12-15 发布日期:2015-01-16
作者简介:康立(1982-),男,副教授,主研方向:密码学,信息安全;刘家芬,副教授。
基金资助:
国家自然科学基金资助重大项目“可信网络交易软件系统试验环境与示范应用”(91218301);中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(JBK130503);教育部社科基金资助青年项目“金融业可重用数字证书研究与设计”(11XJCZH002);四川省哲学社会科学规划基金资助青年项目“基于网络社区的微支付系统的研究”(SC12C013)。

Design of One-time Digital Signature Algorithm in Wireless Sensor Network

KANG Li^1,2,LIU Jiafen²

1.Research Center for Payment Systems of China,Southwestern University of Finance and Economics,Chengdu 610074,China;
2.Key Laboratory for Financial Intelligence and Financial Engineering of Sichuan Province,Chengdu 610074,China

Received:2014-01-10 Revised:2014-03-05 Online:2014-12-15 Published:2015-01-16

摘要/Abstract

摘要： 一次性数字签名算法是构造密码协议的基础算法,可用于认证无线传感器网络(WSN)中传输数据的真实性和完整性。针对WSN的应用需求,给出一种高效的一次性数字签名算法。与现有一次性签名算法相比,该算法生成签名简单快捷,只需执行一次模指数乘法运算;签名长度短,只需传输一个群元素;适用范围广,能根据待签名消息的长度自动适配对应的公钥参数,该特性非常适合WSN中数据传输量较小的应用;同时该算法还能在标准模型下得到形式化的安全证明,其抗伪造攻击安全性可归约为双线性映射群中计算的Diffie-Hellman数学难题。

关键词: 数字签名, 一次性数字签名, 计算Diffie-Hellman假设, 无线传感器网络, 公钥密码学

Abstract: One-time digital Signature(OTS) algorithm is a fundamental algorithm for construction cryptography protocols,and it can be used in Wireless Sensor Network(WSN) to authenticate the authenticity and integrity of the transmitted data efficiently.According to the demand of WSN,this paper proposes an efficient OTS algorithm.Compared with the existing OTS algorithms,the new one has smart signature generation algorithm,which only needs one time modular exponentiation multiplication operation;It has short signature,which only needs transmission one group element;It has wide applications,which can automatic and efficient adapt the corresponding public key parameters for the signing message.This feature is ideal for small length data transmission in WSN.More important,the proposed algorithm can be proved secure in the standard model,and its existential unforgeability under an adaptive chosen-message attack is reduced to Computational Diffie-Hellman(CDH) assumption tightly.

Key words: digital signature, One-time digital Signature(OTS), Computational Diffie-Hellman(CDH) assumption, Wireless Sensor Network(WSN), public key cryptography

中图分类号:

TN918.1

康立,刘家芬. 无线传感器网络中一次性数字签名算法设计[J]. 计算机工程, 2014, 40(12): 97-103.

KANG Li,LIU Jiafen. Design of One-time Digital Signature Algorithm in Wireless Sensor Network[J]. Computer Engineering, 2014, 40(12): 97-103.

https://www.ecice06.com/CN/Y2014/V40/I12/97

参考文献

[1] Rabin M.Digitalized Signatures[M]//Lipton R,de Millo R.Foundations of Secure Computation.New York,USA:Academic Press,1978.
[2] Lamport L.Constructing Digital Signatures from a One-way Function[R].Palo Alto,USA:SRI International,Technical Report:CSL-98,1979.
[3] Canetti R,Halevi S,Katz J.Chosen-ciphertext Security from Identity-based Encryption[C]//Proceedings of EUROCRYPT’04.Interlaken,Switzerland:Springer-Verlag,2004:207-222.
[4] Huang Qiong,Wong D S,Zhao Yiming.Generic Transformation to Strongly Unforgeable Signatures[C]//Proceedings of ACNS’07.Zhuhai,China:[s.n.],2007:1-17.
[5] Even S,Goldreich O,Micali S.On-line/Off-line Digital Signatures[J].Journal of Cryptology,1996,9(1):35-67.
[6] Dahmen E,KrauβC.Short Hash-based Signatures for Wireless Sensor Networks[C]//Proceedings of CANS’09.Sanya,China:[s.n.],2009:463-476.
[7] 郭江鸿.无线传感网若干安全问题研究[D].西安:西安电子科技大学,2013.
[8] 孙瑾,胡予濮.双系统密码技术下的身份型广播加密算法[J].电子与信息学报,2011,33(5):1266-1270.
[9] 王庆滨,陈少真.具有固定公钥和私钥长度的广播加密算法[J].通信学报,2011,32(2):114-119.
[10] Zaverucha G M,Stinson D R.Short One-time Signatures[EB/OL].[2014-02-10].http://eprint.iacr.org/.
[11] Mohassel P.One-time Signatures and Chameleon Hash Functions[C]//Proceedings of the 17th International Conference on Selected Areas in Cryptography.Waterloo,Canada:[s.n.],2010:302-319.
[12] Rohde S,Eisenbarth T,Dahmen E,et al.Fast hash-based Signatures on Constrained Devices[C]//Proceedings of CARDIS’08.[S.l.]:Springer-Verlag:2008:104-117.
[13] Bellare M,Boldyreva A,Palacio A.An Uninstantiable Random-oracle-model Scheme for a Hybrid-Encryption Problem[C]//Proceedings of EUROCRYPT’04.[S.l.]:Springer-Verlag:2004:171-188.
[14] 康立.身份相关的可证明安全公钥密码算法研究[D].西南交通大学,2009.
[15] Boneh D,Boyen X.Short Signatures Without Random Oracles and the SDH Assumption in Bilinear Groups[J].Journal of Cryptology,2008,21:149-177.
[16] Waters B.Efficient Identity-based Encryption Without Random Oracles[C]//Proceedings of EuroCrypto’05.Berlin,Germany:Springer-Verlag,2005:114-127.
[17] Boneh D,Shen E,Waters B.Strongly Unforgeable Signatures Based on Computational Diffie-Hellman[C]//Proceedings of PKC’06.[S.l.]:IEEE Press,2006:229-240.
[18] 康立,杨城.PS基于身份数字签名算法的改进[J].吉林大学学报:信息科学版,2012,30(2):120-126.
[19] 康立.标准模型下基于(q/2^n)-SDH难题的数字签名算法[J].吉林大学学报:信息科学版,2011,29(3):207-212.
[20] 王之怡,刘铁,康立,等.短公钥的可证明安全基于身份数字签名算法[J].计算机科学,2011,38(3):136-139.
[21] Secure Hash Standard[EB/OL].(2002-09-01).http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips180-2/fips180-2with changenotice.pdf.
[22] Burington G R.Handbook of Mathematical Tables and Formulas[M].5th ed.New York,USA:McGraw-Hill Book Company,1973.
[23] Marsaglia G,Marsaglia J.A New Derivation of Stirling Approximation to n![J].The American Mathematical Monthly,1990,97(9):826-829.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

无线传感器网络中一次性数字签名算法设计

Design of One-time Digital Signature Algorithm in Wireless Sensor Network

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	胡宗升, 邢凯, 许静. 基于超越数论的无线传感器网络时空编码方法[J]. 计算机工程, 2023, 49(9): 172-182.
[2]	何峰, 梁家荣, 黎昌珍. 异质无线传感器网络虚拟骨干重构[J]. 计算机工程, 2023, 49(9): 191-198.
[3]	杨敏, 张玲华. WSN中基于区域感知的改进AODV路由协议[J]. 计算机工程, 2023, 49(8): 130-136.
[4]	区展华, 李翠然, 杨茜. 基于ANN的能量采集无线传感器网络中继选择策略[J]. 计算机工程, 2023, 49(5): 215-222,230.
[5]	周文康, 王行甫. 一种基于AHP和FIS的WSN路由算法[J]. 计算机工程, 2022, 48(3): 131-138,161.
[6]	王海浪, 张玲华. 基于PEGASIS的无线传感器网络路由协议改进[J]. 计算机工程, 2022, 48(12): 165-171,179.
[7]	张清国, 张勇, 张伟, 席瑞洁. 基于蜂窝结构的改进混合无线传感器网络覆盖优化算法[J]. 计算机工程, 2022, 48(12): 172-179.
[8]	陈辉, 高岩. 基于双簇头的WSNs非均匀分簇路由算法[J]. 计算机工程, 2022, 48(10): 184-192.
[9]	缪祎晟, 赵春江, 吴华瑞. 基于改进粒子群的农田WSN路由优化方法[J]. 计算机工程, 2022, 48(10): 218-223.
[10]	韩优佳, 胡黄水, 姚美琴. 基于信任感知的无线传感器网络安全路由协议[J]. 计算机工程, 2021, 47(9): 145-152.
[11]	于吉喆, 白乐强, 曹科研. 基于垂线的WSN基站位置隐私保护算法[J]. 计算机工程, 2021, 47(8): 170-176,182.
[12]	蒋宝庆, 陈宏滨. 基于Q学习的无人机辅助WSN数据采集轨迹规划[J]. 计算机工程, 2021, 47(4): 127-134,165.
[13]	胡乔木, 邓昀. 基于压缩HMAC算法的传感器网络范围查询方法[J]. 计算机工程, 2021, 47(12): 200-208.
[14]	刘期烈, 陈澄. 基于区块链的V2G匿名身份认证方案[J]. 计算机工程, 2021, 47(11): 22-28.
[15]	柳亚男, 张正, 邱硕, 程远. WSN中基于物理不可克隆函数的簇内密钥分配[J]. 计算机工程, 2020, 46(9): 163-171.

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

无线传感器网络中一次性数字签名算法设计

Design of One-time Digital Signature Algorithm in Wireless Sensor Network

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价