面向物联网和云计算的聚合签名研究

Data integrity and authenticity are significant security issues in big data processing. Aggregate signature is not only the important theory and technology in the field of digital signature, but also has various applications in the internet of things and cloud computing. This project is based on the good performances of the aggregate signature, and mainly focuses on the applications of data aggregation in the internet of things and data integrity batch validation in cloud storage. We will centre around the design of security models for different application scenarios; secure and practical aggregate signature schemes, especially, the linearly homomorphic aggregate signature schemes; data aggregation schemes for different application scenarios. The fulfillment of this project will promote the development and perfection of the theories and technologies of aggregate signature. Furthermore, it will provide new ideas and solutions, which can improve the efficiency and security for big data aggregation and integrity batch validation.

数据的完整性和真实性是大数据处理中面临的安全问题。聚合签名不仅是数字签名领域的重要理论和技术，而且在物联网和云计算中有着广泛的应用。本项目基于聚合签名的良好特性，围绕物联网中数据的安全聚合以及云存储中数据完整性批验证的应用展开研究。着力于建立适用于不同应用场景的安全模型；设计安全实用的聚合签名方案，尤其是线性同态聚合签名方案；设计适用于不同应用场景的聚合签名方案。本项目的研究在促进聚合签名的理论与技术不断发展和完善的同时，将为提高大数据聚合、完整性批验证的效率以及安全性保护方面提供新的思路和解决方法。

本项目研究了可证明安全的聚合签名及其应用。聚合签名是一种具有附加性质的数字签名，能将产生于不同签名人的多个签名聚合生成一个签名，验证者只需要验证这个聚合签名而无需验证所有的单个签名。因此，聚合签名在压缩签名、降低传输和存储代价方面都是非常有用的，是一个有着广泛应用前景的关键签名技术，是很多具体应用的决定性因素。本项目以数据安全为中心，以强且合理的安全模型为核心，最终给出在新安全模型下可证明安全的高效且实用的聚合签名方案。在本项目的支撑下，团队成员取得了一系列研究成果。设计了无证书聚合签名安全模型以及在该模型下可证明安全的无证书聚合签名方案，该方案是抗合谋攻击的。构造了可以抵抗完全选择密钥攻击的无证书聚合签名方案。进一步，设计了两种线性同态网络编码签名方案，为后续的线性同态聚合签名方案提供有力支撑。本项目取得的研究成果在促进聚合签名的理论与技术不断发展和完善的同时，也为提高大数据聚合、完整性批验证的效率以及安全性保护方面提供了新的思路和解决方法，具有一定的实际应用前景。