보안 하드웨어 연산 최소화를 통한 효율적인 속성 기반 전자서명 구현

Efficient Attribute Based Digital Signature that Minimizes Operations on Secure Hardware

속성 기반 서명은 속성을 가지는 서명키를 사용하여 속성 술어를 기반으로 하는 서명을 생성하는 암호 방식이다. 속성 기반 서명에서 서명을 생성하는 동안 서명키가 유출된다면, 해당 서명키에 대한 서명이 위조될 수 있는 문제가 발생한다. 따라서 서명 생성은 보안이 보장되는 하드웨어에서 수행되어야 한다. 이러한 하드웨어를 보안 하드웨어라고 명명한다. 그러나 보안 하드웨어는 연산속도가 느리기 때문에 속성 기반 서명과 같은 많은 연산을 빠른 시간 안에 수행하기에는 적합하지 않다. 이 논문은 속성 기반 서명의 연산을 분리하여 성능이 좋은 일반 하드웨어와 보안 하드웨어로 이루어지는 시스템에서 효율적으로 사용가능한 속성 기반 서명 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존에 존재하는 임의의 속성 기반 서명과 일반 전자서명으로 설계가 가능하며, 속성 기반 서명이 안전하지 않은 환경에서 수행되더라도 일반 전자서명을 보안 하드웨어에서 수행함으로써 안전성을 보장한다. 제안된 논문은 기존의 속성 기반 서명을 보안 하드웨어에서 생성하는 것에 비해서 11배의 성능향상을 보인다.

An attribute based signature system is a cryptographic system where users produce signatures based on some predicate of attributes, using keys issued by one or more attribute authorities. If a private key is leaked during signature generation, the signature can be forged. Therefore, signing operation computations should be performed using secure hardware, which is called tamper resistant hardware in this paper. However, since tamper resistant hardware does not provide high performance, it cannot perform many operations requiring attribute based signatures in a short time frame. This paper proposes a new attribute based signature system using high performance general hardware and low performance tamper resistant hardware. The proposed signature scheme consists of two signature schemes within a existing attribute based signature scheme and a digital signature scheme. In the proposed scheme, although the attribute based signature is performed in insecure environments, the digital signature scheme using tamper resistant hardware guarantees the security of the signature scheme. The proposed scheme improves the performance by 11 times compared to the traditional attribute based signature scheme on a system using only tamper resistant hardware.