[論文レビュー] A Multi-proxy Signature Scheme for Partial delegation with Warrant

Amit K. Awasthi, Sunder Lal|ArXiv.org|Apr 23, 2005

Cryptography and Data Security参考文献 11被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、証明書を用いた部分的委任を可能にする新しいマルチプロキシ署名方式を提案する。Linらの方式と比較して計算コストを低減しつつ、個々の責任追及性を維持している。Kimらの部分的委任モデルに基づき、Schnorr署名を用いることで、最適化されたプロキシ鍵生成および検証が実現され、すべての段階で計算コストを低減している。

ABSTRACT

In some cases, the original signer may delegate its signing power to a specified proxy group while ensuring individual accountability of each participantsigner. The proxy signature scheme that achieves such purpose is called the multi-proxy signature scheme and the signature generated by the specified proxy group is called multi-proxy signature for the original signer. Recently such scheme has been discussed by Lin et al. Lins scheme is based on partial delegation by Mambo et al. In present chapter we introduce a new multi-proxy signature scheme, which requires less computational overhead in comparison to Lin et al, and also fulfill the requirement of partial delegation with warrant simultaneously.

研究の動機と目的

• 既存のマルチプロキシ署名方式における計算コストの非効率性を是正すること。
• 証明書を用いた部分的委任をサポートし、プロキシ署名権限が特定のメッセージおよび署名者に制限されることを保証すること。
• 各プロキシ署名者の貢献を検証可能にする仕組みを備えることで、個々の責任追及性を強化すること。
• 従来の方式と比較して、プロキシ鍵生成、署名作成、検証の全段階における合計計算コストを低減すること。
• マルチプロキシ署名およびプロキシマルチ署名方式の用語を明確に定義し、先行研究における曖昧さを解消すること。

提案手法

• システム全体の設定として、大きな素数 p および q、位数 q の生成元 g、暗号的ハッシュ関数 h を用いる。
• プロキシ鍵生成において、元の署名者は n 個のランダム値 ki を選択し、ri = g^ki mod p を計算し、r = ∏ri mod p を設定する。
• プロキシ署名鍵 σ は σ = x0*r + k mod q として計算され、ここで x0 は元の署名者の秘密鍵、k は累積的なランダム値である。
• 証明書メッセージ mw を公開し、プロキシ署名者は g^σ ≡ y0^e * r mod p を満たすかを検証する。ここで e = h(mw, r) である。
• プロキシ署名は、プロキシ鍵 σ を用いてSchnorr署名方式で生成され、検証段階では e を再計算し、g^σ ≡ y0^e * r mod p を満たすかを確認する。
• 離散対数仮説に基づき、基礎となるSchnorr署名方式の安全性を継承することで、本方式の安全性を確保する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 証明書を用いた部分的委任をサポートしつつ、計算コストを最小限に抑えるマルチプロキシ署名方式はどのように設計できるか？
• RQ2 本方式におけるプロキシ鍵生成、署名作成、検証の計算コストは、既存の方式と比較してどの程度か？
• RQ3 マルチプロキシ環境下で、プロキシ署名者の個々の責任追及性はどのように確保できるか？
• RQ4 本方式の性能優位性（指数乗算、乗算、逆元計算の回数）はどのように測定できるか？
• RQ5 本方式は、マルチプロキシ署名とプロキシマルチ署名方式の用語の曖昧さをどのように解消するか？

主な発見

• 検証段階の計算負荷は、Linらの方式の 3E + 3M + H と同等の 3E + 3M + H であるが、他の段階での効率性が向上している。
• 本方式における署名生成および検証には (n+4)E + (2n+4)M + 2I が必要であり、Lin らの方式の (n+3)E + (2n)M + H よりも効率的である。
• 本方式におけるマルチプロキシ署名生成には (5n+2)E + (4n+4)M + 2H が必要であり、Lin らの方式の (2n+2)E + (n²+2n)M + (n+1)H と比較して、著しく計算負荷が低減されている。
• 特に署名が複数回検証される状況では、既存の方式と比較して合計計算コストが低減されている。
• 本方式は、証明書を用いた部分的委任を成功裏にサポートしており、プロキシ署名者がさらなる委任権限を行使できないことを保証している。
• 著者らは、マルチプロキシ署名（グループへの委任および個々の責任追及性を備える）とプロキシマルチ署名（単一のプロキシへのグループ委任）を明確に区別することで、用語の曖昧さを解消した。