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若干基于身份签名体制的研究与设计的综述报告
身份签名体制（Identity-basedSignature,IBS）是一种数字签名方案，它的目标是提供更高效、更灵活的签名方案，使得数字签名技术更加便捷、易用。IBS主要的优点是可以直接使用用户的身份信息作为公钥，从而省去了传统PKI体系中需要的证书颁发机构CA，简化了数字证书管理过程。
近年来，IBS得到了广泛的研究和关注。本篇综述将从IBS的原理、应用场景、安全性等三个方面展开，对IBS的研究与设计进行概述。
一、IBS的原理
传统的数字签名体制需要使用一对公私钥来进行签名和验证，其中公钥需要使用证书颁发机构（CA）进行认证和管理。而IBS通过引入一种称为身份（Identity）的概念，将用户的ID作为公钥的一部分，数字签名的双方只需要知道用户的ID即可完成签名和验证。
具体而言，IBS基于一种双线性映射（BilinearPairing）算法，它能够将用户的ID和一个扑通降密文（PublicKey）映射到一个关于用户身份的签名（Signature）。具体过程如下：
1.系统初始化：由权威机构选取两个素数p、q，且p≡3(mod4)，随机选择一个群G和一个在G上的生成元g，然后选择一个hash函数H。
2.社区管理员选取专用密钥SK，并将其与自己的ID统称为身份ID，发送给身份签名机构（IBO）。
3.IBO生成用户的公私钥对（PK，SK），其中PK是由用户ID和qP构成的一系列元素的hash值组成，P是一个在G中的随机元素。具体地：
PK=H（用户ID||qP）
SK=P
4.签名：用户通过私钥SK和待签字符串m，计算出相应的签名σ。
σ=SKH(m)
其中SKH(m)是对m进行hash函数哈希得到的值，SKH(m)∈G。
5.验证：任何知道用户ID的人都可以验证签名，只需要对接收到的信息进行hash，得到SM，然后比对SM与σ的BilinearPairing值是否等于PK和Hash值在双线性群中的映射。公式为：
e(σ,g)=e(SKH(m),PK)
二、IBS的应用场景
IBS的优点是能够简化数字证书管理过程，适用场景也随之扩大。下面将具体介绍几个实际应用场景。
1.电子邮件安全
传统的邮件签名需要使用证书颁发机构颁发的数字证书，而IBS可以将用户的电子邮件地址作为公钥，避免证书管理的复杂性。这种方式适用于具有较低授权要求的场景。
2.移动设备安全
在移动设备上进行数字签名时，PKI体系相对较为复杂，而IBS适用于运行资源有限的移动设备，可以有效地加强安全性。
3.医疗信息共享
IBS可以将用户的身份与其医疗记录相关联，保护用户隐私的同时，还能够方便个人的医疗记录共享。
三、IBS的安全性
虽然IBS具有一些优点，但它也面临一些安全风险。下面分别介绍两种可能的攻击。
1.身份冒充攻击
攻击者可能通过伪造身份ID和私钥来冒充特定用户进行签名，如果攻击者能够通过轻松的方式获得身份ID对应的私钥，则这种攻击是可行的。
2.不可撤销签名攻击
一旦签名生成，就无法撤回，所以签名的有效期应该有所限制。同时，签名不应该能够被伪造或替换掉，以保证签名的安全性。
结论：
身份签名技术为数字签名领域奠定了基础。与传统的数字签名方案相比，IBS极大地简化了数字证书管理流程，并使得数字签名技术更加易用。但是IBS也面临着一些安全上的挑战，在未来的研究中需要集中精力解决这些挑战，并不断完善该技术。