软件学报

作者：涂彬彬，陈宇

单位：涂彬彬，山东大学 网络空间安全学院, 山东 青岛 266237;密码科学技术全国重点实验室, 北京 100878;密码技术与信息安全教育部重点实验室 (山东大学), 山东 青岛 26623711,陈宇，山东大学 网络空间安全学院, 山东 青岛 266237;密码科学技术全国重点实验室, 北京 100878;密码技术与信息安全教育部重点实验室 (山东大学), 山东 青岛 266237;山东区块链研究院, 山东 济南 250001;泉城实验室, 山东 济南 25001402

关键词：SM2 算法;适配器签名;分布式适配器签名;区块链;原子交换

基金：国家重点研发计划(2021YFA1000600);国家自然科学基金(62272269);泰山学者青年专家项目

适配器签名, 又称无脚本脚本, 是解决区块链应用(如密码货币)中扩展性差、吞吐量低等问题的重要密码技术. 适配器签名可看作数字签名关于困难关系的扩展, 同时具有签名授权和证据提取两种功能, 在区块链应用中具有以下优点: (1) 降低链上成本; (2) 提高交易的可替代性; (3) 突破区块链脚本语言限制. SM2签名是我国自主设计的国家标准签名算法, 在各种重要信息系统中有着广泛应用. 基于SM2签名构造出高效的适配器签名方案, 并在随机谕言机模型下给出安全性证明. 所提方案结合SM2签名结构, 可避免在预签名阶段生成额外的零知识证明, 与现有ECDSA/SM2适配器签名相比更加高效, 其中, 预签名生成效率提升4倍, 预签名验证效率提升3倍. 随后, 基于SM2协同签名, 构造分布式SM2适配器签名, 可避免单点故障问题, 提升签名私钥安全. 最后, 在实际应用方面, 基于SM2适配器签名构造适用于一对多场景下安全高效的批量原子交换协议.

来源：2024年第5期

《软件学报》期刊编辑部

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