專利名稱：一種新型的稀疏移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)消息簽名方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及稀疏移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的消息簽名方法。
背景技術(shù)：
稀疏Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)惡意節(jié)點破壞問題可以通過對消息進行簽名認證來解決，通過認 證簽名及早發(fā)現(xiàn)非法消息并進行處理，防止非法消息的大量擴散。文獻 1“Multi-user Broadcast Authentication in Wireless Sensor Networks，，(REN K, LOUff, ZHANG Y, IEEE SECON' 07)中假設(shè)延時無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié) 點知道其他所有合法節(jié)點的公鑰，當接收到一個消息，節(jié)點利用知道的所有公鑰來遍歷驗 證消息合法性，這個方法需要面對存儲公鑰數(shù)目較大、公鑰更新以及計算復(fù)雜等問題。文獻 2 ,Preventing Unauthorized Messages in DTN Based Mobile Ad Hoc Networks，，(SAMUEL H, ZHUANG W, 2009GL0BEC0M)中針對超級節(jié)點延時 MANET 網(wǎng)絡(luò)中，提出 了基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(Public Key Infrastructure, PKI)證書的消息認證方法，節(jié)點在需 要對消息簽名時，通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點向自己的超級節(jié)點請求證書，驗證者接到消息后同時驗證 證書和簽名的合法性。在這個方法中，節(jié)點需要在簽名消息之后需要將自己當前的合法公 鑰證書附帶傳輸，驗證者需要驗證證書的合法性，因此方法基于傳統(tǒng)公鑰證書的簽名認證 模式遇到了第三方證書管理、證書傳遞、簽名計算量大的問題。文 獻 3 "‘Efficient Identity Based Signature Schemes Based on Pairings" (HESS F, SAC' 02)針對基于身份的密碼存在密鑰撤銷、密鑰托管問題，提到使用 分布式第三方，這在稀疏移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中是不可行的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種新型的稀疏移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)消息簽名方 法，主要關(guān)注稀疏移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)由于節(jié)點分布稀疏導(dǎo)致的易斷易延時特征，和存儲空間 等資源有限特征下的安全問題。本發(fā)明一種新型的稀疏Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)消息簽名方法，包括系統(tǒng)建立、私鑰生成、簽名 算法和簽名驗證步驟所述發(fā)明的系統(tǒng)建立步驟為步驟a 私鑰生成器(PKG)選擇適合稀疏Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)參數(shù)，包括橢圓曲線 上的加法群G1以及乘法群G2、雙線性映射^G1XG1AG2、哈希函數(shù)H1, H2以及H3，隨機選擇系 統(tǒng)私鑰s，計算系統(tǒng)公鑰Paib;步驟b =PKG維護ID列表，記錄使用過的ID以及合法時間，以驗證請求私鑰的ID
合法性；步驟c :PKG安全保護s設(shè)為系統(tǒng)私鑰，公開其他參數(shù)。所述發(fā)明的私鑰生成步驟為
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步驟d:為了能仲裁偽造用戶簽名的PKG，在生成私鑰的過程中增加用戶私密部 分，用戶選擇長期私密信息k并保密，k只用來申請密鑰。對k做變換得到K，將自己的身份 以及K發(fā)送給PKG ；步驟e =PKG檢測ID合法性，利用H1計算用戶公鑰為Pid，其中加入限制密鑰的生存 時間，促使用戶及時更新自己的私鑰，增強密鑰安全性。PKG根據(jù)Pid計算用戶私鑰為&D，將
通過安全信道返送給用戶；步驟f 用戶利用H1、系統(tǒng)公開信息驗證私鑰，在驗證正確的情況下安全保存為 私鑰，否則重新獲取。其他用戶能根據(jù)其ID、生存時間以及K計算對應(yīng)公鑰。所述發(fā)明的簽名算法步驟為步驟g:對于消息，簽名者獲取簽名時間SigTimem，選擇隨機數(shù)r，利用簽名時間、 隨機數(shù)、私鑰、K以及系統(tǒng)公開信息計算
權(quán)利要求
1.一種新型的稀疏移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)消息簽名方法，包括系統(tǒng)建立、私鑰生成、簽名算 法以及驗證算法。其特征在于所述系統(tǒng)建立中私鑰生成器選擇適合稀疏Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)參數(shù)，包括橢圓曲線、雙線性映射、哈希函 數(shù)，系統(tǒng)私鑰；所述私鑰生成步驟中在生成私鑰的過程中增加用戶私密部分，用戶選擇長期私密信息k并保密，k只用來申 請密鑰。對k做變換得到K，將自己的身份以及K發(fā)送給PKG，加入限制密鑰的生存時間，促 使用戶及時更新自己的私鑰，增強密鑰安全性；所述的簽名驗證步驟中設(shè)置的消息簽名有效時間段閾值，對于消息簽名時間在閾值之內(nèi)的認為正確，接受消 息為合法消息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的稀疏移動AdHoc網(wǎng)絡(luò)消息簽名方法，其特征在 于，所述系統(tǒng)建立步驟中，私鑰生成器選擇適合稀疏Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)參數(shù)，包括橢圓曲線 上的加法群G1以及乘法群G2、雙線性映射LqxG1^G2、哈希函數(shù)H1, H2以及H3，隨機選擇系 統(tǒng)私鑰s，計算系統(tǒng)公鑰ΡΜ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的稀疏移動AdHoc網(wǎng)絡(luò)消息簽名方法，其特征在于， 所述密鑰生成步驟中，為了能仲裁偽造用戶簽名的私鑰生成器，在生成私鑰的過程中增加 用戶私密部分，用戶選擇長期私密信息k并保密，k只用來申請密鑰。對k做變換得到K，將 自己的身份以及K發(fā)送給私鑰生成器；私鑰生成器檢測ID合法性，利用H1計算用戶公鑰為 Pid，其中加入限制密鑰的生存時間，促使用戶及時更新自己的私鑰，增強密鑰安全性。PKG根 據(jù)Pid計算用戶私鑰為Sid，將Sid通過安全信道返送給用戶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型的稀疏移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)消息簽名方法，可以用于稀疏Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的消息簽名認證，屬于無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括系統(tǒng)建立、私鑰生成、簽名算法以及驗證算法。本方法采用基于身份的密碼體制，消減了對于簽名認證第三方的需求；使用密鑰生存時間進行密鑰撤銷；在私鑰生成過程中加入節(jié)點私密值來解決密鑰托管問題；使用消息簽名生存時間閾值限制泄露密鑰對于網(wǎng)絡(luò)的損害；使用橢圓曲線雙線性對進行簽名減少了密鑰長度、計算量、簽名長度、存儲空間以及通信鏈路帶寬。
文檔編號H04W12/04GK102075932SQ201110008638
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者俞能海, 劉斌, 李錚, 楊福榮, 龍可 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)