[論文レビュー] Multi-Proxy Multi-Signcryption Scheme from Pairings

Junbao Liu, Xiao Guo-zhen|ArXiv.org|Sep 12, 2005

Cryptography and Data Security参考文献 10被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、双線形ペアリングを用いた、最初のマルチプロキシ・マルチ・サインクラプション方式を提案する。この方式により、承認されたプロキシ署名者グループが、元の署名・暗号化グループの代わりに共同でメッセージを署名・暗号化できる。この方式は、協同的鍵生成とペアリングベースの暗号技術を用いて正しさと安全性を確保し、メッセージの整合性と真正性を伴う効率的で安全かつスケーラブルな認証付き暗号を実現する。

ABSTRACT

A first multi-proxy multi-signcryption scheme from pairings, which efficiently combines a multi-proxy multi-signature scheme with a signcryption, is proposed. Its security is analyzed in detail. In our scheme, a proxy signcrypter group could be authorized as a proxy agent by the cooperation of all members in the original signcrypter group. Then the proxy signcryptions can be generated by the cooperation of all the signcrypters in the authorized proxy signcrypter group on behalf of the original signcrypter group. The correctness and the security of this scheme are proved.

研究の動機と目的

• 分散環境における安全でスケーラブルかつ協働的なメッセージ署名および暗号化のニーズに対応すること。
• 計算および通信のオーバーヘッドを低減するために、マルチプロキシ署名とサインクラプションを統合した方式を設計すること。
• 元のグループの代わりに有効なサインクラプトメッセージを生成できるのは、承認済みのプロキシグループに限ること。
• 標準的な暗号的仮定に基づいて、提案された方式の正しさと安全性を形式的に証明すること。
• グループベースの通信において、認証と機密性の両方を要件とする実用的ソリューションを提供すること。

提案手法

• 楕円曲線上の双線形ペアリングを用いて、効率的な暗号操作を実現する。
• 元の署名・暗号化グループの全メンバーが関与する協同的鍵生成によって、プロキシ署名・暗号化グループが形成される。
• プロキシグループは、元の署名・暗号化グループのIDとメッセージを暗黙的に関連付ける署名・暗号化を共同で生成する。
• ペアリングベースの暗号技術を用いて、マルチ署名とサインクラプションのプリミティブを1つの原子的演算に統合する。
• 安全性は、ランダムオракルモデルにおける計算的ディフィー・ヘルマン仮定に基づいて証明される。
• プロトコルは、承認済みのプロキシ署名者しか有効なサインクラプトメッセージを生成できないことを保証し、なりすましや偽造を防止する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、元の署名・暗号化グループの代わりに行動するプロキシグループを安全に承認できるか？
• RQ2 1つの暗号プリミティブが、マルチパーティ環境において署名、暗号化、認証を効率的に統合できるか？
• RQ3 マルチプロキシ・マルチ・サインクラプション方式の正しさと安全性を保証するための必要な条件は何か？
• RQ4 分散環境において、偽造およびなりすまし攻撃に対してこの方式はどのように耐性を示せるか？
• RQ5 このマルチプロキシ環境において、双線形ペアリングを使用する場合のパフォーマンスとセキュリティのトレードオフは何か？

主な発見

• 提案された方式は、双線形ペアリングを用いて、マルチプロキシ署名とサインクラプションを1つの効率的かつ統合された操作に統合した。
• この方式は、有効なサインクラプトメッセージを生成できるのは、完全に承認されたプロキシグループに限ることを保証し、不正な委任を防止する。
• 形式的なセキュリティ解析により、ランダムオラクルモデル下で選択メッセージ攻撃に対する存在的偽造攻撃に対して、この方式が安全であることが証明された。
• グループ鍵生成およびサインクラプション操作を含む、すべての正当な実行シナリオにおいて、この方式は正しく動作することが保証された。
• ペアリングベースの暗号技術の使用により、所定の機能を実現するにあたり、比較的低い計算コストで強固なセキュリティ保証が得られた。
• この方式は機密性と真正性の両方を提供し、プロキシグループの署名が暗号文に暗黙的にバインドされることで、メッセージの整合性が暗号的に保護された。