短签名及其在铁路桥梁检测系统中的应用

发布时间：2025-06-27 01:22

　　铁路桥梁作为国家的基础设施和现代化交通的重要组成部分,保证桥梁的安全性对列车平稳运行和人们出行安全具有重要意义。基于物联网技术的铁路桥梁检测系统利用一些检测设备实时检测桥梁结构的变化,能有效预防桥梁重大安全事故的发生,然而铁路桥梁监测系统在数据交互过程中存在信息泄露与篡改等网络安全问题。因此,开放式网络环境下桥梁检测系统的数据安全传输成为当前桥梁检测的重要研究方向。数字签名是现代密码学重要研究方向之一,具有防伪造、防篡改和防抵赖等特点。而短签名方案以其签名长度较短,签名速度较快的特点成为在物理设备硬件受限或通信带宽受限等场景下的最优签名方案。因此,如何将短签名方案与桥梁检测系统相结合具有非常重要的研究价值。本文主要研究基于身份的短签名方案及其在铁路桥梁检测系统中的应用,主要研究成果如下:1.利用双线性对提出了两种短签名方案:(1)在Boneh等人的思想基础上,构造了一种高效的基于身份的短签名方案,并在随机预言机模型下证明了方案在适应性选择消息和身份攻击下是存在性不可伪造的;(2)根据前向安全定义提出了一种具有双向安全性的基于身份的短签名方案,随后在随机预言机模型和CAAk-困难问题假设下...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 短签名研究现状
    1.2 铁路桥梁检测研究背景
    1.3 铁路桥梁检测国内外研究现状
    1.4 可证安全性的研究
    1.5 章节安排
第二章 基础知识
    2.1 数学基础知识
        2.1.1 群的基本概念
        2.1.2 椭圆曲线基本概念
        2.1.3 困难问题假设
    2.2 密码学基础知识
        2.2.1 双线性对
        2.2.2 Hash函数
        2.2.3 Boneh-Lynn-Shacham短签名方案
    2.3 随机预言机模型
    2.4 本章小结
第三章 随机预言机模型下基于身份的短签名方案
    3.1 基于身份的数字签名背景及研究现状
    3.2 基于身份的数字签名定义及安全模型
        3.2.1 基于身份的签名定义
        3.2.2 攻击者模型
    3.3 一种高效的基于身份的短签名方案
        3.3.1 方案描述
        3.3.2 安全性分析
    3.4 效率分析与实现
        3.4.1 方案效率分析
        3.4.2 方案实现
    3.5 本章小结
第四章 随机预言机模型下具有双向安全性的短签名方案
    4.1 双向安全数字签名背景及研究现状
    4.2 前向安全签名定义
    4.3 一种具有双向安全的基于身份的短签名方案
        4.3.1 方案描述
        4.3.2 安全性分析
    4.4 效率分析与实现
        4.4.1 方案效率分析
        4.4.2 方案实现
    4.5 本章小结
第五章 铁路桥梁中基于短签名方案的监测数据传输协议
    5.1 引言
    5.2 桥梁检测系统设计
        5.2.1 系统架构设计
        5.2.2 数据采集装置Client端设计
        5.2.3 数据采集装置Server端设计
        5.2.4 Socket-client模块设计
        5.2.5 Socket-server模块设计
    5.3 基于身份的短签名数据传输协议
        5.3.1 桥梁检测系统中的短签名方案
        5.3.2 协议封包设计
    5.4 系统协议流程
        5.4.1 系统初始化流程
        5.4.2 系统数据采集协议交互流程
        5.4.3 系统控制命令交互流程
    5.5 系统关键技术实验仿真
        5.5.1 数据采集装置端协议仿真
        5.5.2 云服务器端协议仿真
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 进一步研究展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4053577