[发明专利]一种基于对称密码的状态数字签名方法及系统

权利要求书

1.一种基于对称密码的状态数字签名方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01：获取分组密码电路及首次签名消息，进行预处理并完成首次签名；

步骤S02：将分组密码电路分解为第一分组密码电路和第二分组密码电路；

步骤S03：后续签名基于首次签名状态，并结合随机掩码复用技术，对步骤S02中的第二分组密码电路应用零知识证明；

步骤S04：结合签名消息，利用Fiat-Shamir转换技术对步骤S03中的第二分组密码电路零知识证明进行转化，生成签名；

步骤S05：针对后续签名消息，重复步骤S03-步骤S04，依次生成后续签名；

步骤S01中预处理采用预处理“MPC-in-the-head”协议，协议分为预处理阶段和在线阶段两个阶段，在预处理阶段为后续签名生成相关数据，并将电路分解为两部分；

所述预处理阶段为整个电路的每条输入线路和所有乘法门的输出线路分配随机掩码，并为每个参与方分配对应的随机掩码份额；

如果门电路是异或门，每个参与方在本地计算掩码份额的异或；

如果门电路是乘法门，每个参与方的输入线路拥有两个掩码份额，为参与方设置辅助信息；

所述在线阶段运行虚拟的安全多方计算协议，每个参与方都持有含掩码的输入值以及各自的掩码份额；

如果门电路是异或门，每个参与方自行计算线路的输出结果；

如果门电路是乘法门，每个参与方计算份额，对所有参与方通过公开各自份额重构，得到电路最终输出结果。

2.如权利要求1所述的一种基于对称密码的状态数字签名方法，其特征在于，所述步骤S03中，后续签名基于首次签名状态，并结合随机掩码复用技术，对步骤S02中的第二分组密码电路应用零知识证明。

3.如权利要求2所述的一种基于对称密码的状态数字签名方法，其特征在于，对后序签名的相关掩码进行重新随机化，前一次签名为后一次签名提前生成需要的随机数，用于计算后续签名；每次签名结束后，签名者与验证者双方更新各自内部状态，作为下一次签名者与验证者的输入。

4.如权利要求1所述的一种基于对称密码的状态数字签名方法，其特征在于，所述第二分组密码电路规模显著小于原分组密码电路规模。

5.一种基于对称密码的状态数字签名系统,其特征在于，应用了权利要求1-4任一项所述的基于对称密码的状态数字签名方法，包括预处理模块、证明模块和转化模块：

所述预处理模块，被配置为：预处理首次签名，获取分组密码电路；将所述分组密码电路分解为第一分组密码电路和第二分组密码电路；

证明模块，被配置为：后续签名基于首次签名状态，并结合随机掩码复用技术，对所述预处理模块中的第二分组密码电路应用零知识证明；

转化模块，被配置为：利用Fiat-Shamir转换技术对所述证明模块中的第二分组密码电路零知识证明进行转化。

6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述的一种基于对称密码的状态数字签名方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的一种基于对称密码的状态数字签名方法。