群签名的理论研究及其在匿名电子商务中的综合应用

网络服务带来便利的同时，我们的隐私正遭受空前的威胁。因而，开展安全高效的匿名电子商务的研究不仅具有重要的学术价值，而且还对国家安全和信息化建设具有极为重要的意义。群签名的安全属性以及其匿名性和条件可追踪性的特性恰恰为解决匿名电子商务提供了先决条件，同时矛盾（匿名性与可追踪性）的权衡又注定了设计实用可行的解决方案富有极强的挑战性。本项目的研究目标是：一、分析现有群签名方案的安全性和效率，完善不同场景和应用环境的群签名的安全性模型；二、进行群签名相关的理论研究，寻找构建群签名密码算法的理论基础、代数结构或合理转化方法；三、重点关注实现效率和实用性，完善和丰富相关的理论数学平台以及开发实际应用软件包；四、拓展群签名在匿名网络电子商务方面的综合应用。在前期研究中，已在国际学术期刊及博士论文中对部分相关子课题进行了系统的研究。

通过公开的网络环境实现快速、远程电子商务对用户的隐私保护提出了空前的挑战。出于公正、商业机密和保护用户隐私的动机，客观要求保密用户的身份和位置信息。在常规的网络安全方案中，通信者的身份识别或证明是安全目标之一，参与方尽管不需要知道对方的真实身份，但也要保证其属于合法的匿名集。因此匿名签名、匿名认证、隐私保护等成为实现安全匿名通信的重要构件。云计算、大数据分析处理、物联网、移动通信等新一代信息技术发展的大时代背景下，隐私保护、安全服务提供等都面临着新的问题和严峻考验。开展安全高效的匿名隐私保护的研究不仅具有重要的学术价值，而且还对国家安全和信息化建设具有极为重要的意义。传统密码学原语，为解决匿名隐私保护及条件可追踪性提供了重要的技术工具，然而权衡匿名性与可追踪性，设计实用可行的解决方案富有极强的挑战性。本项目开展了群签名等密码学原语的基础理论研究及探索和设计了一批适用于电子商务系统匿名隐私保护的体制、方案和原型系统等。本项目重点研究了匿名隐私保护系统的安全要求、安全模型、原型系统、核心密码算法等，同时研究了大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术应用环境下的匿名隐私保护系统的解决方案。主要研究成果包括：对现有群签名等匿名隐私保护方案的安全性和效率等进行了深入分析，建立了适用于特定应用场景和应用环境（移动互联网、云计算、大数据环境下）的匿名隐私保护系统的安全性模型，重点研究了标准模型下匿名隐私保护系统的安全性模型、基本形式以外的适用于复杂应用环境的匿名隐私保护系统的安全性模型；进行了匿名隐私保护系统相关的理论研究，丰富了安全、高效的隐私保护系统的理论基础、形式化定义和转化模型等，并设计了一系列可证明安全的匿名隐私保护方案。通过对可应用于匿名隐私保护系统的基础密码学原语的理论基础、代数结构等进行深入的研究与分析，探索了构造匿名隐私保护系统的新方法；关注云计算、大数据应用环境的新需求，重点聚焦实现效率和实用性，以理论研究为依据，优化匿名信息保密与认证基础应用系统,研究了大数据时代高效隐私保护计算系统、巨型计算环境下的匿名安全问题等；对密码原语在匿名隐私保护网络电子商务方面的综合应用进行了拓展研究，探索了构建基于匿名隐私保护的模糊实体化匿名PKI的可行性以及基础架构定义，重点开展了应对新的应用需求的匿名隐私保护相关的电子商务方面的综合应用研究。