[发明专利]一种多变量公钥的签名系统和方法

摘要

本发明公开了一种多变量公钥的签名系统和方法，其中签名系统包括第一处理器、第一线性仿射变换部件、陷门部件和第二线性仿射变换部件，通过第一处理器生成随机数以及接收待签名的消息并且发送至第一线性仿射变换部件，第一线性仿射变换部件对接收到的待签名的消息进行仿射变换，陷门部件根据私钥参数生成多变量多项式方程组，并且将接收到的随机数和仿射变换结果代入至多变量多项式方程组中进行求解，第二线性仿射变换部件对陷门部件得到的解进行仿射变换变换后即得到签名；本发明在保证签名不可伪造的情况下，加快多变量公钥密码签名的速度，同时降低私钥的存储量。

主权项

1.一种多变量公钥的签名系统实现的多变量公钥的签名方法，所述多变量公钥的签名系统包括第一处理器、第一线性仿射变换部件、陷门部件和第二线性仿射变换部件；所述第一处理器，用于接收待签名的消息并且将接收到的待签名的消息发送至第一线性仿射变换部件，用于生成随机数并且将生成的随机数发送至陷门部件；所述第一线性仿射变换部件，用于对接收到的待签名的消息进行仿射变换计算，然后将仿射变换计算结果发送至陷门部件；所述陷门部件，用于根据私钥参数生成多变量多项式方程组，用于将接收到的随机数和仿射变换结果代入至多变量多项式方程组中进行求解，并且将得到的解传送给第二线性仿射变换部件；所述第二线性仿射变换部件，用于对陷门部件发送的解进行仿射变换计算得到签名；其特征在于，所述多变量公钥的签名方法的步骤如下：S1、系统初始化：随机生成私钥参数，并且存储于第一处理器中；S2、第一处理器接收待签名的消息，然后将待签名的消息发送至第一线性仿射变换部件；S3、第一线性仿射变换部件对接收到的待签名的消息进行仿射变换计算，然后将仿射变换结果发送至陷门部件；同时第一处理器中随机生成一组随机数发送至陷门部件；S4、陷门部件根据私钥参数生成多变量多项式方程组，然后将接收到的随机数和仿射变换结果代入至多变量多项式方程组中进行求解，最后将得到的解传送给第二线性仿射变换部件；S5、第二线性仿射变换部件接收到陷门部件发送的解后，对其进行仿射变换计算，最终得到签名；所述步骤S1中系统初始化的具体步骤如下：S1‑1、设定系统中所有部件都是建立在一个阶为p的有限域上，其中p是一个奇素数，记此有限域为GF_p；S1‑2、根据安全级别选择系数v,r,s，其中v是随机数的个数，r是第一次生成签名的长度，s是第二次生成签名的长度，此外h＝v+r,n＝h+s,m＝r+s，m是签名的总长度；S1‑3、随机生成可逆的系数矩阵和将系数矩阵写入第一线性仿射变换部件中；将系数矩阵写入第二线性仿射变换部件中；S1‑4、生成如下私钥参数：随机生成一组维度为v×v的矩阵A₁，随机生成一组维度为v×r的矩阵B₁，随机生成r组维度为v×1的矩阵C_i，随机生成一组维度为r×1的矩阵D₁，随机生成s组维度为h×h的矩阵A_r+j，随机生成一组维度为h×s矩阵B_r+1，随机生成s组维度为h×1矩阵C_r+j，，随机生成一组维度为s×1的矩阵D_r+1，随机生成m个常数E_k，其中i＝1,2,3,…,r，j＝1,2,3,…,s，k＝1,2,3,…,m。