ZSS 协议在随机谕言机下的安全证明内容小结

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-11-27 09:00 114阅读 0赞

# **ZSS 协议在随机谕言机下的安全证明  内容小结** #

密码学可证明安全推荐书目（系列博客内容为这两本书学习笔记与内容小结):

《密码学中的可证明安全性》杨波 ：清华大学出版社

《Introduction to Security Reduction》Fuchun Guo;Willy Susilo;Yi Mu ：Springer

## ZSS 方案描述 ##

zss 方案是《introduction to security reduction》中对于随机谕言机模式下H型 C型 I型中的最后一种类型-----I型，从下一篇开始将进入数字签名的标准模型下的证明部分。

**系统初始化阶段**

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初始化阶段包含系统群G，双线性群GT，生成元g，阶数p，双线性对e，密码学哈希函数H。

**秘钥生成阶段**

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公钥pk包含一个私钥生成的公钥元素，一个随机的群元素。

**签名阶段**

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签名以随机元素作为底数，将消息的哈希值与秘密钥作为指数元素。

**验证阶段**

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**安全性证明**

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ZSS协议将会被规约到q-SDH 假设下，我们这里来回顾一下什么是q-SDH假设，这是一个计算困难的问题：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3ptcmxpbnV4_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

如上图所述，既然需要把协议规约到这个q-SDH问题上，那么我们就需要来凑这个参数。

第一个参数：私钥a , a可以直接替换。

第二个参数：公钥第一部分, 公钥第二部分如下：

![20200814220526543.png][]

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哈希请求，这里的哈希请求比较简单，敌手首先假定第i次敌手会发起能够解决潜在困难问题的伪造签名，并且编程随机谕言机，在第i次输出W\*，其他时候随机选择wi 输出。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3ptcmxpbnV4_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

签名请求，这里就可以看出来了模拟者对签名的修改，为了生成可模拟的签名，模拟者实质在这里对签名的修改是比较大的，但是这一切的修改都是为了最终能够凑出q-SDH 问题。

**伪造签名**

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伪造签名阶段，敌手根据已有的参数 h, H(m\*), a（如果敌手知道a的话） 按照签名算法进行签名。

最终，模拟者可以凭借获得的签名 , d , h 解决q-SDH 问题实例，敌手的优势为1\\qH \* adv.

不过上述证明方法存在一个问题，敌手不能进行超过q次询问，如果敌手进行超过q次询问，则会导致敌手区分出随机谕言机是模拟的。

另外上述证明过程中用到的计算技巧在《introduction  to security reduction 》第38页。

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