[发明专利]基于身份的前向安全的数字签名方法、装置及系统

权利要求书

1.一种数字签名系统，其特征在于，包括密钥生成中心，发送方设备和接收方设备，其中：

所述密钥生成中心用于基于RSA模型和安全参数长度k生成系统公开参数和系统秘密参数d，向所述发送方设备和所述接收方设备发布所述系统公开参数，并在收到所述发送方设备的携带签名者的身份标识id的注册请求后，向所述发送方设备秘密发送初始签名私钥，所述初始签名私钥是以所述系统秘密参数d的第一特定数次方为幂，对以所述签名者的身份标识id为输入的第一抗碰撞哈希函数值H₁(id)进行幂运算得到的；

所述发送方设备用于以所述系统公开参数中的第一随机数e的第二特定数次方为幂，对第二随机数r进行幂运算，得到签名的随机部分R；计算以待发送消息M、签名者的身份标识id、当前时间段j和签名的随机部分R的串接数据为输入的第二抗碰撞哈希函数值H₂(id||j||M||R)，并以所述第二抗碰撞哈希函数值为幂，对所述签名者在当前时间段j的签名私钥进行幂运算得到的结果值与第二随机数r进行乘法运算，得到签名的随机部分S，向所述接收方设备发送消息签名对M和sig＝(id，j，R，S)，其中，所述签名者在当前时间段j的签名私钥是以所述第一随机数e为幂，对所述签名者在上一个时间段的签名私钥进行幂运算得到的；

所述接收方设备用于从收到的消息签名对中解析出消息M、签名者的身份标识id、当前时间段j和签名的随机部分R，S，当该签名的随机部分S非0时，如果第一签名验证值与第二签名验证值之间的签名验证关系成立，则对所述消息M进行业务处理；其中，所述第一签名验证值是以所述第一随机数e的第二特定数次方为幂，对签名的随机部分S进行幂运算得到的；所述第二签名验证值是签名的随机部分R与以第二抗碰撞哈希函数值H₂(id||j||M||R)为幂，对第一抗碰撞哈希函数值H₁(id)进行幂运算得到的结果值进行乘法运算得到的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述密钥生成中心发布的系统公开参数包括：e，N，H₁，H₂，其中N＝p·q，p，q为随机选取的两个不同的k/2长的素数；其中满足且H₁，H₂为两个抗碰撞的随机哈希函数且H₁，H₂：{0，1}^*→{0，1}^k；

所述发送方设备具体用于根据计算签名的随机部分R，根据计算签名的随机部分S，向所述接收方设备发送消息M和该消息M的签名sig＝(id，j，R，S)，其中，T为运行总时间段，j为所述签名者当前所处的时间段，为所述签名者在当前时间段j的签名私钥。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发送方设备还用于当确定签名私钥需要演化时，根据计算所述签名者在当前时间段j的签名私钥其中，为所述签名者在第j-1个时间段的签名私钥。

4.根据权利要求1或2或3所述的系统，其特征在于，所述密钥生成中心发布的系统公开参数包括：e，N，H₁，H₂，其中N＝p·q，p，q为随机选取的两个不同的k/2长的素数；其中满足且H₁，H₂为两个抗碰撞的随机哈希函数且H₁，H₂：{0，1}^*→{0，1}^k；

所述接收方设备具体用于从收到的消息签名对中解析出消息M、签名者的身份标识id、当前时间段j和签名的随机部分R，S，当该签名的随机部分S非0时，如果成立，对所述消息M进行业务处理。