[发明专利]一种异构环签名方法

权利要求书

1.一种异构环签名方法，其特征在于，基于公钥基础设施环境的用户与基于身份环境的用户构成一个环来进行环签名，具体包括下列步骤：

步骤1：系统初始化：

设定系统参数，安全参数k为正整数；私钥生成中心选择一个循环加法群G₁和一个循环乘法群G₂，两个群的阶都为素数q，选择G₁的一个生成元P，一个双线性映射e:G₁×G₁→G₂和两个散列函数：H₁:{0,1}^*→G₁，H₂:其中{0,1}^*表示任意比特长的二进制序列组成的集合，是由所有大于等于1且小于q的正整数组成的有限域；然后私钥生成中心随机选择作为主私钥，计算P_pub＝sP作为主公钥；系统公开参数为{e,G₁,G₂,q,P,P_pub,H₁,H₂}，私钥生成中心保密主私钥s；

步骤2：公钥基础设施环境的用户密钥生成：

用户随机选取作为他的私钥，并计算他的公钥为PK＝xP；

步骤3：基于身份环境的用户密钥生成：

给定用户身份ID_u，私钥生成中心计算用户的私钥为D_u＝sQ_u，Q_u＝H₁(ID_u)；

步骤4：环签名：

实际签名者A首先选择n₁个基于公钥基础设施环境的用户和n₂个基于身份环境的用户构成一个具有n＝(n₁+n₂)个用户的环R，设这n₁个用户的公钥分别为PK₁、PK₂、…、PK_n1，这n₂个用户的身份分别为ID₁、ID₂、…、ID_n2，实际签名者A计算Q₁＝H₁(ID₁)、Q₂＝H₁(ID₂)、…、Q_n2＝H₁(ID_n2)，设环R＝{PK₁,PK₂,…,PK_n1,Q₁,Q₂,…,Q_n2}，n₁+n₂＝n；

(1)实际签名者A属于公钥基础设施环境：设实际签名者A的私钥为x_s，1≤s≤n₁，消息M∈{0,1}^*，实际签名者A按如下方式产生一个环签名σ＝(U₁₁,U₁₂,…,U_1n1,U₂₁,U₂₂,…,U_2n2,V)：

(1.1)对每一个i∈{1,2,…,n₁}，且i≠{s}，随机选择U_1i∈G₁；对每一个j∈{1,2,…,n₂}，随机选择U_2j∈G₁，随机选择

(1.2)对每一个i∈{1,2,…,n₁}，且i≠{s}，计算h_1i＝H₂(U_1i,M,R,P_pub)；对每一个j∈{1,2,…,n₂}，计算h_2j＝H₂(U_2j,M,R,P_pub)；

(1.3)计算h_1s＝H₂(U_1s,M,R,P_pub)，V＝(r+h_1sx_s)P_pub；

(2)实际签名者A属于基于身份环境：设实际签名者A的私钥为D_s，1≤s≤n₂，消息M∈{0,1}^*，实际签名者A按如下方式产生一个环签名σ＝(U₁₁,U₁₂,…,U_1n1,U₂₁,U₂₂,…,U_2n2,V)：

(2.1)对每一个i∈{1,2,…,n₁}，随机选择U_1i∈G₁；对每一个j∈{1,2,…,n₂}，且j≠{s}，随机选择U_2j∈G₁，随机选择

(2.2)对每一个i∈{1,2,…,n₁}，计算h_1i＝H₂(U_1i,M,R,P_pub)；对每一个j∈{1,2,…,n₂}，且j≠{s}，计算h_2j＝H₂(U_2j,M,R,P_pub)；

(2.3)计算h_2s＝H₂(U_2s,M,R,P_pub)，V＝(r+h_2s)D_s；

步骤5：验证环签名：

给定一个环签名σ＝(U₁₁,U₁₂,…,U_1n1,U₂₁,U₂₂,…,U_2n2,V)，验证者B如下进行：

(1)对每一个i∈{1,2,…,n₁}，计算h_1i＝H₂(U_1i,M,R,P_pub)；对每一个j∈{1,2,…,n₂}，计算h_2j＝H₂(U_2j,M,R,P_pub)；

(2)验证等式是否成立；成立就接受，否则拒绝。