一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于信息安全技术领域，提供了一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法及系统；其包括步骤1，初始化一个Diffie

【技术实现步骤摘要】
一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法及系统


[0001]本专利技术属于信息安全
，尤其涉及一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法及系统。

技术介绍

[0002]数字签名是一种重要的密码原语，用于提供数字信息完整性和真实性保证。在许多其他应用程序中，它们用于在公钥基础设施中为公钥颁发数字证书，可用于保证可执行代码的来源可靠，签署PDF文档等数字文档(以具有法律约束力的方式)，以及TLS等主要加密协议。
[0003]综上本专利设计了一种基于SM2签名的防双重认证签名方案，防双重认证签名是一种最近受到广泛关注的数字签名变体。它们具有不可伪造性，对由地址和标签组成的消息进行签名。它们的显著特点是，对于同一地址的两个不同标签上的签名允许公开提取密钥。因此，它们是防止双重签名的一种手段，可以应用在电子投票、区块链等领域。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法及系统，具有不可伪造性，对由地址和标签组成的消息进行签名；本方案的显著特点是，对于同一地址的两个不同标签上的签名允许公开提取密钥；因此，本方案是防止双重签名的一种手段，可以应用在电子投票、区块链等领域。
[0005]本专利技术实施例是这样实现的，一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法：
[0006]步骤1，初始化一个Diffie
–
Hellman元组零知识证明；
[0007]步骤2，系统初始化：给定安全参数1
n
，并计算执行系统参数初始化计算；
[0008]步骤3，密钥生成：给定系统参数PP，一个用户A，并进行密钥计算；
[0009]步骤4，签名计算:给定系统参数PP、用户A的私钥sk、消息m，其中消息的形式为m＝(i,p)，其中i≤n,进行签名值计算；
[0010]步骤5，验证计算：给定系统参数PP、消息m,其中消息的形式为m＝(i,p)，签名值σ＝(r,s,z,π)，执行验证计算；
[0011]步骤6，提取私钥：给定系统参数PP、消息(m1,m2),签名(σ1,σ2)，提取用户的私钥d
A
。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方案，其中，本方法中的参数选取与SM2签名算法标准参数保持一致，具体符号描述如下：
[0013]n：安全参数长度；
[0014]a,b：椭圆曲线参数；
[0015]PP：系统参数；
[0016]阶为素数q的椭圆曲线群，元素为椭圆曲线上的点；
[0017]G：一个生成元
[0018]包含p个元素的素域；循环群的一个生成元；
[0019]p：有限域的元素个数；
[0020]q：循环群的阶；
[0021]由整数1,2,
…
,q
‑
1组成的整数集合；
[0022]P
A
：用户A的部分公钥；
[0023]d：用户A的部分私钥；
[0024]pk：公钥；
[0025]sk：私钥；
[0026]P
e
：加密公钥；
[0027]modq：模q运算；
[0028]H：密码杂凑函数，
[0029]m：消息值，形式为(i,p)；
[0030]i：消息中的地址；
[0031]p：消息中的标签；
[0032]σ＝(r,s,z,π)：签名值；
[0033]crs：零知识证明的公开字符串；
[0034]POK：零知识证明；
[0035]π：对于关系POK
DDH
{t|C1＝t
·
G∧C2＝t
·
P
e
}的零知识证明；
[0036]DDH：Diffie
–
Hellman元组。
[0037]作为本专利技术的一种优选实施方案，其中，所述步骤1初始化一个Diffie
–
Hellman元组零知识证明公式如下：
[0038]π＝POK
DDH
{t|C1＝t
·
G∧C2＝t
·
P
e
}
[0039]其中该零知识证明协议中t为秘密输入(即witness)，其他参数为公开输入。
[0040]作为本专利技术的一种优选实施方案，其中，所述步骤2，系统初始化：给定安全参数1
n
，并计算执行系统参数初始化计算中的计算步骤如下：
[0041]a)选择一个有限域生成椭圆曲线方程y2＝x3+ax+b mod p，满足方程的点构成一个阿贝尔群
[0042]b)随机选取一个生成元其阶为q；
[0043]c)初始化POK
DDH
的公开字符串crs；
[0044]d)输出系统参数
[0045]作为本专利技术的一种优选实施方案，其中，所述步骤3，密钥生成：给定系统参数PP，一个用户A，并进行密钥计算，其中密钥计算步骤如下：
[0046]a)随机选取计算用户部分公钥P
A
＝d
A
·
G；
[0047]b)随机选取计算P
e
＝x
e
·
G；
[0048]c)设定共有n个地址，对于i∈[n]，随机选取和
[0049]d)计算C
i
←
(C
i,1
,C
i,2
)
←
(t
i
·
G,t
i
·
P
e
+ρ
i
·
G)；
[0050]e)输出公钥pk＝{P
A
,PP
e
,(C
i
)
i∈[n]}；
[0051]f)输出私钥sk＝{d,(r
i
,ρ
i
)
i∈[n]}。
[0052]作为本专利技术的一种优选实施方案，其中，所述步骤4，签名计算:给定系统参数PP、用户A的私钥sk、消息m，其中消息的形式为m＝(i,p)，其中i≤n,进行签名值计算的详细步骤如下：
[0053]a)计算e＝H(m)；
[0054]b)随机选取计算(x1,y1)＝k
·
G；
[0055]c)计算r＝(e+x1)modq；
[0056]d)计算s＝((1+d)
‑1·
(k
‑
r
·
d))modq；
[0057]e)计算z＝ρ
i
·
p+d
A
；
[0058]f)计算
[0059]g)证明
[0060]h)输出关于消息m的签名值σ＝(r,s,z,π)。
[0061]作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法，其特征在于，包括：步骤1，初始化一个Diffie
‑
Hellman元组零知识证明；步骤2，系统初始化：给定安全参数1
n
，并计算执行系统参数初始化计算；步骤3，密钥生成：给定系统参数PP，一个用户A，并进行密钥计算；步骤4，签名计算：给定系统参数PP、用户A的私钥sk、消息m，其中消息的形式为m＝(i，p)，其中i≤n，进行签名值计算；步骤5，验证计算：给定系统参数PP、消息m，其中消息的形式为m＝(i，p)，签名值σ＝(r，s，z，π)，执行验证计算；步骤6，提取私钥：给定系统参数PP、消息(m1，m2)，签名(σ1，σ2)，提取用户的私钥d
A
。2.如权利要求1所述的一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法，其特征在于，本方法中的参数选取与SM2签名算法标准参数保持一致，具体符号描述如下：n：安全参数长度；a，b：椭圆曲线参数；PP：系统参数；阶为素数q的椭圆曲线群，元素为椭圆曲线上的点；G：一个生成元为椭圆曲线上的点；G：一个生成元包含p个元素的素域；循环群的一个生成元；p：有限域的元素个数；q：循环群的阶；由整数1，2，...，q
‑
1组成的整数集合；P
A
：用户A的部分公钥；d：用户A的部分私钥；pk：公钥；sk：私钥；P
e
：加密公钥；mod q：模q运算；H：密码杂凑函数，m：消息值，形式为(i，p)；i：消息中的地址；p：消息中的标签；σ＝(r，s，z，π)：签名值；crs：零知识证明的公开字符串；POK：零知识证明；π：对于关系POK
DDH
{t|C1＝t
·
G∧C2＝t
·
P
e
}的零知识证明；DDH：Diffie
‑
Hellman元组。3.如权利要求2所述的一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法，其特征在于，所述步骤1初始化一个Diffie
‑
Hellman元组零知识证明公式如下：π＝POK
DDH
{t|C1＝t
·
G∧C2＝t
·
P
e
}其中该零知识证明协议中t为秘密输入，即witness，其他参数为公开输入。4.如权利要求3所述的一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法，其特征在于，所述步骤2，系统初始化：给定安全参数1
n
，并计算执行系统参数初始化计算中的计算步骤如下：a)选择一个有限域生成椭圆曲线方程y2＝x3+ax+b mod p，满足方程的点构成一个阿贝尔群b)随机选取一个生成元其阶为q；c)初始化POK
DDH
的公开字符串crs；d)输出系统参数5.如权利要求4所述的一种基于SM2签名的防双重认证签名生成方法，其特征在于，所述步骤3，密钥生成：给定系统参数PP，一个用户A，并进行密钥计算，其中密钥计算步骤如下：
a)随机选取计算用户部分公钥P
A
＝d
A
·
G；b)随机选取计算P
e
＝x
e
·
G；c)设定共有n个地址，对于i∈[n]，随机选取和d)计算C
i
←
(C

【专利技术属性】
技术研发人员：包子健，何德彪，刘钰琳，罗敏，龚自洪，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：