臺灣博碩士論文加值系統

提要

在這個資訊爆炸的時代，人們的一言一行已離不開數位科技與網際網路，生活也因此充滿資訊安全的問題，如何在高科技生活中保障自己的權益，資訊安全的相關研究更顯得重要，尤其是通訊的隱私性更是需要重視。

將潛隱通道應用於數位簽章上是保障訊息交流隱密性的有效作法。藉由將潛隱訊息藏入簽章內，對於一般的驗證者而言只是一個普通的簽章，只有潛隱傳送者指定的潛隱接收者可以辨別出這是一個藏有潛隱訊息的簽章，並取出藏於其中的潛隱訊息。除此之外，利用潛隱通道不需顧慮是否會暴露傳送密文的行為，更加確保傳送者與接收者之間的通訊安全。

現行的潛隱通道系統依通道的性質可分為兩類，一類是對稱潛隱通道，即潛隱傳送者在傳送潛隱訊息前需與潛隱接收者共享秘密金鑰，因此潛隱傳送者只能傳送潛隱訊息給已事前分享秘密金鑰之潛隱接收者，無法任意選擇潛隱接收者，且可能發生潛隱傳送者(即簽章者)的簽章被偽冒的問題。另一類為非對稱潛隱通道，將非對稱密碼架構的雙金鑰概念應用於潛隱訊息的藏匿與萃取，使得潛隱傳送者可以不必事先與潛隱接收者分享秘密金鑰，因此可以避免掉許多在對稱潛隱通道會產生的問題。

由此可見相較於對稱潛隱通道，非對稱潛隱通道顯得更為實用。本論文重點即針對非對稱潛隱通道的研究。整合出一套非對稱潛隱通道的建構法則，依簽章的性質，潛隱訊息傳送者欲達到的功能需求，提出六類非對稱潛隱通道作法。使用者可以依據這套建構法則去判斷一個數位簽章是否可以實作非對稱潛隱通道，進而決定用什麼作法來建立。另外在非對稱潛隱通道的安全性分析方面，本論文提供一個正規的安全模型，使用者可以根據此安全模型去分析非對稱潛隱通道的安全性，並證明非對稱潛隱通道可達到安全需求。為了使研究更加完備，本論文將非對稱潛隱通道建構於身份式門檻環簽章上，去提出一個身份式門檻環簽章之潛隱通道，以此實際應用來說明如何使用本論文所提出的建構法則去實際設計非對稱潛隱通道的系統。另外並以本研究所提出的正規模型去分析此系統的安全性，並證明其滿足安全需求。

Abstract
In　the　age　of　information　explosion,　our　life　is　full　of　security　crises.　Thus,　the　information　security　is　an　important　research　to　protect　our　right　in　this　hi-tech　environment.　Obviously,　the　privacy　of　communications　is　a　key　issue　of　information　security.

Subliminal　channels　in　digital　signatures　are　good　solutions　to　guarantee　the　privacy　of　communications.　Outsiders　treat　the　signature　as　an　ordinary　verifiable　one,　only　the　designated　receiver　can　detect　and　extract　a　subliminal　message　from　that　signature.　Furthermore,　since　subliminal　channels　are　secret　channels,　we　do　not　have　to　worry　the　exposure　of　sending　a　ciphertext.　Thus,　subliminal　channels　guarantee　the　communication　security　of　senders　and　receivers.

According　to　the　property　of　subliminal　channels,　there　two　types　of　subliminal　channels:　the　first　is　the　symmetric　subliminal　channels,　in　which　a　subliminal　sender　has　to　pre-share　a　secret　key　with　a　subliminal　receiver.　Therefore,　a　subliminal　sender　can　not　choose　a　subliminal　receiver　arbitrarily.　Moreover,　a　receiver　may　forge　a　signature　of　a　subliminal　sender.　The　other　is　the　asymmetric　subliminal　channels,　in　which　a　subliminal　sender　does　not　have　to　pre-share　any　secret　key　with　a　subliminal　receiver.　Consequently,　the　asymmetric　subliminal　channels　have　no　drawbacks　of　symmetric　subliminal　channels.

This　thesis　focuses　on　the　research　of　asymmetric　subliminal　channels　which　are　more　practical　than　symmetric　subliminal　channels.　This　investigation　presents　the　constructions　to　construct　asymmetric　subliminal　channels　in　digital　signatures.　According　to　the　properties　of　digital　signatures　and　the　requirements　of　applications,　asymmetric　subliminal　channels　can　be　classified　to　six　methods.　Hence,　signers　can　determine　whether　digital　signatures　are　allowed　to　create　asymmetric　subliminal　channels,　and　know　how　to　create　asymmetric　subliminal　channels.　Furthermore,　this　thesis　purposes　a　formal　model　to　analyze　the　security　of　asymmetric　subliminal　channels.　To　verify　the　validity　of　constructions,　this　investigation　also　presents　the　realization,　subliminal　channels　in　the　ID-based　threshold　ring　signature,　and　adopts　the　proposed　formal　model　to　prove　that　the　schemes　satisfy　the　security　requirement.

目錄
提要........................................................IV
ABSTRACT ...................................................VI
致謝........................................................VIII
目錄........................................................IX
表目錄......................................................XI
圖目錄......................................................XI
第１章　導論................................................1
1.1　前言...................................................1
1.2　研究動機...............................................2
1.3　章節概要...............................................2
第２章　密碼學技術簡介......................................3
2.1　數位簽章簡介...........................................3
2.1.1　RSA簽章系統..........................................5
2.1.2　ElGamal簽章系統......................................5
2.1.3　雙線性配對函數及Cheon等人提出之身份式簽章系統........7
2.1.3.1　雙線性配對.........................................7
2.2　環簽章簡介.............................................10
2.2.1　Rivest等人提出的環簽章介紹...........................11
2.2.2　Chow等人提出的身份式門檻環簽章介紹...................13
2.3　密碼系統簡介...........................................15
2.3.1　身份式加解密系統.....................................15
第３章　潛隱通道簡介........................'...............17
3.1　潛隱通道概念及其應用環境介紹...........................17
3.2　現有潛隱通道簽章介紹及討論.............................20
3.2.1　G.　J.　Simmons提出的架構在DSA的潛隱通道.............20
3.2.2　Jan等人提出的架構在Okamato的簽章上之潛隱通道.........22
3.2.3　Chang等人提出的非對稱之潛隱通道......................24
3.2.4　Li等人提出的架構在環簽章上的潛隱通道.................26
第４章　非對稱潛隱通道之設計................................29
4.1　非對稱潛隱通道之建構法則...............................29
4.1.1　Method–1............................................31
4.1.2　Method–2............................................34
4.1.3　Method–3............................................37
4.1.4　Method–4 ...........................................39
4.1.5　Method–5 ...........................................40
4.1.6　Method–6 ...........................................43
4.1.7　Case–X..............................................46
4.2　非對稱潛隱通道之安全性分析.............................48
4.2.1　正規模型及系統安全性之定義...........................48
4.2.2　Security　Assumptions................................49
4.2.3　正規模型.............................................52
4.2.4　advantage分析........................................54
第５章　身份式門檻環簽章之潛隱通道..........................56
5.1　應用環境介紹...........................................56
5.2　簽署者匿名型...........................................57
5.2.1　應用環境.............................................57
5.2.2　設計.................................................57
5.2.3　安全性分析...........................................59
5.3　簽署者非匿名型.........................................68
5.3.1　應用環境.............................................68
5.3.2　設計.................................................68
5.3.3　安全性分析...........................................70
5.4　多位傳送者之身份式門檻環簽章之潛隱通道.................70
5.4.1　簽署者匿名型之多位傳送者模式.........................70
5.4.2　簽署者非匿名型之多位傳送者模式.......................72
5.4.3　合作型之多位傳送者模式...............................74
5.4.4　多位傳送者之身份式門檻環簽章之潛隱通道安全性分析.....75
第６章　結論與未來展望......................................76
參考文獻....................................................77
表目錄
表　1–　DECISIONAL ASSUMPTION列表..........................49
圖目錄
圖　２-1　數位簽章之簽署及驗證示意圖........................3
圖　３-1　圖潛隱通道示意圖..................................17
圖　３-2　數位簽章上之潛隱通道示意圖........................18
圖　３-3　不可分辨性示意圖..................................19
圖　３-4　JAN等人提出的潛隱通道示意圖.......................22
圖　４-1　非對稱潛隱通道系統建構法則示意圖..................30
圖　４-2　METHOD-1　示意圖..................................31
圖　４-3　METHOD-2　示意圖..................................34
圖　４-4　METHOD-3　示意圖..................................37
圖　４-5　METHOD-4　示意圖..................................39
圖　４-6　METHOD-5　示意圖..................................40
圖　４-7　METHOD-6　示意圖..................................43
圖　４-8　CASE-X　示意圖....................................46
圖　４-9　正規模型示意圖....................................52
圖　４-10　CHALLENGER，SIMULATOR與ADVERSARY運行示意圖.......52
圖　４-11　GAME示意圖.......................................53
圖　４-12　ADVANTAGE分析示意圖..............................54

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