软件学报

作者：赵艳琦，杨晓艺，冯琦，禹勇

单位：赵艳琦，西安邮电大学 网络空间安全学院, 陕西 西安 71012111,杨晓艺，香港理工大学 电子计算学系, 香港 99907702,冯琦，武汉大学 国家网络安全学院, 湖北 武汉 43004003,禹勇，陕西师范大学 计算机科学学院, 陕西 西安 71011904

关键词：SM2;匿名凭证协议;零知识证明;ZKB++

基金：国家重点研发计划(2022YFB2701500); 国家自然科学基金(61872229, U19B2021, 62202375, 62202339); 陕西省杰出青年基金(2022JC-47); 陕西省科协高校青年托举人才计划(20220134); 陕西省重点研发计划(2021ZDLGY06-04, 2020ZDLGY09-06); 陕西省自然科学基础项目(2022JQ-604); 陕西省教育厅科学研究项目(22JK0557)

匿名凭证作为一种隐私保护的数字身份认证技术, 在认证用户数字身份有效性的同时, 能够保护用户身份隐私, 广泛应用于匿名身份认证、匿名通证、去中心化的数字身份管理系统等. 现有的匿名凭证通常采用承诺-签名-证明的构造范式, 通常要求采用的签名算法具备重随机化特性, 如CL系列签名、PS系列签名及结构保持签名. 现实应用中多采用ECDSA、Schnorr、SM2等数字签名进行数字身份认证, 但其缺乏对用户身份隐私的保护. 因此, 在认证的同时, 保护身份的隐私性, 构造兼容ECDSA、Schnorr、SM2等数字签名的匿名凭证具有一定的现实意义. 探索基于SM2数字签名构造匿名凭证协议的方法. 在申请证书阶段, 借助Pedersen承诺对用户属性进行承诺, 同时依据SM2签名消息为$ H(m) $的结构特点, 证明Pedersen承诺消息与哈希承诺中消息的相等性. 为实现这种代数结构和非代数结构陈述的等价性证明, 借鉴ZKB++技术对承诺消息进行转化, 进而实现跨域证明, 并签发基于SM2数字签名的授权证书. 在匿名凭证展示阶段, 结合零知识证明技术证明持有SM2数字签名, 保证了用户的匿名性. 给出基于SM2数字签名的匿名凭证协议的具体构造, 并进一步证明该协议的安全性. 最后, 通过对协议的计算复杂度分析与算法执行效率测试验证协议的有效性和可用性.

来源：2024年第7期

《软件学报》期刊编辑部

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