1984년 A.Shamir에 의해 처음 소개된 ID 기반 공개키 암호시스템은 ID나 메일, 주소, 소속 등 유일하게 특정할 수 있는 것을 사용자의 공개키로 사용함으로써 송신자의 공개키에 대한 정당성 확인 과정을 필요 없게 하는 방식으로 전자서명에 적용되어 다양한 방식으로 제안되었다. 하지만 ID 기반 그룹 서명에서는 그룹 관리자만이 사용자의 서명키를 생성하기 때문에 그룹 내 사용자로 위장이 가능한 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 ID기반 서명에서의 문제점인 키 위탁 문제를 해결할 수 있고, 그룹 관리자만이 부담하고 있는 그룹 구성원들의 개인 서명키 생성 및 사용자 식별 연산을 소그룹 관리자를 이용하여 연산량을 분산시킬 수 있는 그룹 서명 방식을 제안한다.
Chaum과 Heyst는 부인 방지 서명에 근거한 그룹 서명 방식을 제안하였다. 그러나 부인 방지 서명은 서명 검증시 서명자의 도움이 요구되므로 정당한 수신자 조차도 서명을 검증할 수 없을 뿐 아니라, 서명자의 신분을 확인하고자 할 경우에도 그룹 소속원 전체의 헙조가 있어야만 소속원의 신분을 확인할 수 있는 불편함이 있다. 박성준등은 서명자의 도움 없이 자체 검증이 가능하며 신분 확인시에도 소속원의 도움 없이 신뢰 센터가 소속원의 신분 확인이 가능한 그룹 식별 정보를 이용한 그룹 서명 방식을 제안하였다. 본 논문에서는 박성준등이 제안한 그룹 서명 방식의 신분 확인 과정의 문제점을 밝히고, 사용자 결탁시 새로운 그룹 서명키를 계산할 수 있을 뿐 아니라 신뢰 센터의 비밀키가 노출될 수 있음을 보이고자 한다.
Chaum과 Heyst가 그룹 소속원에 대한 익명성을 보장하는 그룹 서명 방식을 처음 제안한 이래 많은 종류의 그룹 서명 방식이 제안되었다. 그러나, 제안된 방식들의 대부분은 이산 대수에 근거한 EIGvamal 형태의 디지털 서명 방식에 근거하고 있다. Ohta-Okamoto방식과 Guillou-Quisquater방식과 같은 ID-based 서명 방식에 근거한 그룹 서명 방식이 최근 제안되었으나$^{[11]}$ , Mao는 제안된 방식이 그룹 방법을 피할 수 있는 방법을 제안하고 제안 방식의 안전성을 분석하였다. 본 논문에서 제안하는 방식은 기 제안된 방식과 마찬가지로 Stadler의 검증 가능 암호 기법(verifiable encryption) 과 Schoenmakers 프로토콜을 사용한다.
전자투표 시스템은 유권자들이 온라인상에서 안전하게 투표할 수 있도록 하기 위한 프로토콜이다. 현재까지 대부분의 전자투표 시스템은 몇몇 신뢰할 수 있는 서버로 하여금 투표를 모아서 선거의 결과를 공정하게 계산할 수 있도록 하고 있다. 이러한 전자투표 시스템은 전자 서명[7,8,13,14,19], mix-net[20,21], homorphic encryption schemes[23,24]등을 이용하여 제안되었다. 또한 그룹 멤버가 그룹을 대표하여 서명을 하는 그룹 서명의 개념을 적용[15]할 수 있다. 본 논문에서는 그룹 서명을 전자투표 시스템에 그대로 적용할 수 없기 때문에 변형된 그룹 서명을 제안하고, 그것을 이용하여 전자투표 시스템에 적용하고자 한다. 우리는 Camenisch 와 Michels가 제안한 그룹 서명[1]을 기초로 한다.
그룹 서명 기법은 익명성을 보장해주면서 그룹 구성원들로 하여금 그룹을 대표해서 서명을 할 수 있도록 하는 방법으로 분쟁이 발생하는 경우에는 지정된 그룹 관리자만이 구성원의 신원을 확인할 수 있다. 최근 수 년 동안, 그룹 서명 기법은 집중적으로 연구되어 왔으며 다양한 응용분야에 적용되고 있다. 그러나 그룹의 구성원이 소속된 그룹에서 탈퇴하기를 원하거나 불법행위 등의 이유로 그룹에서 강제 탈퇴되어야 하는 경우가 발생했을 때, 이 상황에 적합한 방법이 구체적으로 제시되어 있지 않다. [3]에서 언급한 바에 의하면 구성원 탈퇴에 따른 복잡도는 그룹 서명을 실생활에 적용하는데 있어 걸림돌이며 따라서 시급히 해결해야 할 문제이다. 이 논문에서 그룹 공개키와 서명 길이는 그룹 크기에 독립적이면서 구성원의 자유로운 탈퇴를 허용하는 효율적인 그룹 서명 기법을 제안한다. 제안한 그룹 서명 기법의 안전성은 RSA 가정에 기반하고 있다. 더 나아가 특정한 구성원이 생성한 서명을 추적해 낼 수 있는 방법도 더불어 제안한다.
유비쿼터스 전자거래를 통하여 사용자는 언제 어디서나 네트워크에 접근하여 편리한 정보를 개인과 그룹, 그룹과 그룹 사이에서 교환할 수 있다. 사용자가 이러한 유비쿼터스 전자거래를 안전하게 사용하기 위해서는, 전자 정보의 무결성과 인증의 특성을 가지는 디지털 서명이 필수 조건이다. 유비쿼터스 네트워크에서의 디지털 서명은 언제 어디서나 필요에 따라 그룹을 만들기도 하고 해체하기도 하므로, 유비쿼터스 전자거래는 신뢰된 그룹 관리자와 셋업 프로시져 철회 프로시져 등이 필요 없는 디지털 서명이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 안전한 유비쿼터스 전자거래를 위한 디지털 서명으로서 쓰레시홀드 링 서명을 제안한다. 제안된 디지털 서명은 위조의 위험이 없는(무결성) 링 서명과 메시지가 다른 서명자에 의해 서명되는 것을 증명할 수 없는 문제를 해결하는(인증) (n,t)링 서명을 사용한다. 그러므로 제안된 쓰레시홀드 링 서명은 무결성과 인증을 만족하는 차세대 유비쿼터스 그룹 서명이다.
권한 위임은 일상에서 흔히 발생하는 사건으로서, 특히, 군대, 기업, 은행 등의 계층 그룹에서는 계층간 권한 위임이 자연스럽고 빈번하게 발생한다. 대리서명(proxy signature)은 서명 권한을 위임받은 대리서명자가 원 서명자를 대신하여 유효한 전자서명을 생성하고 검증할 수 있는 전자서명 프로토콜이다. 계층 구조를 갖는 B2B 전자 거래 및 전자서명의 활용 범위가 다양화됨에 따라 이를 반영하는 보다 안전한 대리서명이 요구된다. 본 논문에서는 계층 그룹에서 반복적 권한 위임을 허용하는 새로운 임계 대리서명 프로토콜을 제안한다. 한 명의 대리서명자가 아닌 복수의 대리서명자가 모여 원 서명자를 대신해 하나의 유효한 대리서명을 생성할 수 있게 함으로써, 보다 강화된 안전성을 제공한다. 대리서명 생성을 위한 권한 위임은 위임티켓을 통해 계층 구조의 상위 계층에서 하위 계층으로 이루어지고, 위임받은 대리서명자들 중에서 서명에 참여할 수 없는 대리서명자는 다시 자신의 하위 계층 참가자들에게 개별 위임을 수행할 수 있도록 함으로써, 반복적 권한 위임을 허용한다.
인터넷 이용이 활성화되면서 각종 웹 서버에서의 개인정보 과다 수집 및 노출이 큰 이슈가 되고 있다. 인터넷이 우리 생활에 주는 편리함을 그대로 누리면서 개인정보를 보호할 수 있는 방안으로 익명인증 기술이 있을 수 있다. 익명인증은 익명성을 제공하는 디지털서명을 이용한 인증 방법이다. 익명성을 제공하는 디지털서명 방법은 전자화폐와 전자투표 시스템 등의 응용을 위해서 주로 연구되어 왔으나, 최근에는 인터넷 환경에서 개인정보 보호를 위한 익명인증 방법의 하나로써 연구되고 있다. 본 논문에서는 익명성을 제공하는 전자서명 방법 중 그룹서명 방식에 관하여 소개하고, 그룹서명을 이용한 익명인증 시스템의 구조를 제안하고자 한다.
연결불가능성(unlinkability)과 추적불가능성(traceability)은 그룹-서명이 만족해야 하는 기본적인 요구사항이다. 본 논문에서 최근 Lee등과 Zhu등에 의해서 제안된 두 그룹 서명기법들이 갖는 취약점을 분석하였다. Lee등의 기법은 합법적인 서명자가 생성한 서명을 검증할 수 없는 설계상의 치명적인 문제를 갖고 있으며, 검증과정이 안고 있는 문제와 별개로 동일한 서명자가 생성한 서명을 항상 링크할 수 있음을 보인다. 또, Zhu등의 그룹서명기법에서 그룹의 관리자가 추적할 수 없도록 서명을 생성하는 것이 가능함을 보이고, 저자들의 주장과 달리, 그들의 기법이 전방향 안전성을 만족하지 않음을 보인다.
그룹 디지털 서명(Group Signatures)은 그룹의 회원인 서명자의 익명성을 보장하는 디지털 서명 방법이다. 최근에 이 서명방법에 비해 향상된 기능을 제공하는 추척 가능한 디지털 서명 방법이 제안되었다. 본 논문은 타원곡선 암호의 Pairing 기법으로 구현될 수 있는 Bilinear map을 이용한 추적 가능한 디지털 서명 방법을 소개한다. 이 서명 방법은 321 바이트를 차지하기 때문에 기존의 방법이 약 1238 바이트를 차지하는데 비해 효율적인 서명 방법이라 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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