一个新的带离线半可信第三方的多方公平交换协议(1.陕西师范大学数学与信息科学学院,陕西西安710062;2.宝鸡文理学院数学系,陕西宝鸡721007)摘要：针对目前对多方公平交换协议研究很薄弱这一事实，基于Zheng的签密方案[9]，提出了一个安全高效的带离线半可信第三方的多方公平交换协议。关键词：公平交换；签密；交换拓扑中图法分类号：TP309文献标识码：A文章编号：10013695(2006)08024803NewMultipartyFairExchangeProtocolwithOfflineSemitrustedThirdPartyDUHongzhen1,2,ZHANGJianzhong??1(1.CollegeofMathematics&InformationScience,ShanxiNormalUniversity,Xi’anShanxi710062，China；2.Dept.ofMathematics,BaojiSchool,BaojiShanxi721007,China)Abstract:Atpresent，thestudyofmultipartyfairexchangeprotocolisveryweak.Aimingatsolvingtheproblem，wepresentasecureandefficientmultipartyfairexchangeprotocolwithofflinesemitrustedthirdpartyonthebasisofZhengscheme.Keywords:FairExchange；Signcryption；ExchangeTopology1引言公平交换协议是为了保证交易公平地进行，所谓公平是指如果交易参与方都诚实，那么协议运行结束时，各自都换得了对方的东西，达到交易的目的；如果交易某方不诚实，其他方也不会受到欺骗，造成损失。近几年，随着计算机网络的飞速发展，如何在网上进行公平交易已成为广大学者研究的热点，网上交易方便、快捷，但电子文档的易拷贝性、数字签名的易生成性、电子货币的非匿名性，使网上交易存在许多安全隐患，故设计一个安全、高效、实用的公平交换协议已成为网上交易、电子商务进一步开展的基础之一。目前，已有一些公平交换协议被提出，但这些协议大多是双方交换协议[1～3]。也有一些涉及到多方交换，但许多都是单对多（多对单）型交易，真正涉及到多对多型的公平交换国内外研究的文献很少，而且就目前已有的多方交换协议也大都存在不足，如文献[4]（单对多型多方交换协议）要求第三方一直在线且必须可信（TrustedThirdParty，或TTP，这样的TTP现实里很难找到），协议用到二次加密运算，导致计算量很大，且传输信息需更大的带宽，造成网络资源浪费。尤其当参与交换的人数较多，需要传输的信息增多时，协议极易产生通信与计算的瓶颈。文献[5～7]是多对多型交换，且第三方是离线半可信的（OfflineSemiTrustedThirdParty，STTP），但协议毫无灵活性可言，只要一个主体因意外原因退出协议就会导致整个交易失败（这样的协议无多大实用价值）。协议[8]在运行过程中引入放弃子协议，允许任一主体在中途可退出交易，增加了协议的灵活性。但同时使交易过程混乱，且可能导致协议失去公平，如某一主体（记为pi）可先不给自己的一个交易对象（记为pj,i≠j）发另半个密钥，等一收到pj发送的另半个有效密钥后，马上向STTP发起放弃请求，而pj因得不到pi的密钥必然求助于STTP，但STTP因有pi的放弃请求就不会为其解密，从而使协议不公平地结束。针对这些不足，笔者在广泛吸取这些协议优点的前提下，基于Zheng的签密方案[9]提出一个安全高效的带离线半可信第三方的多方公平交换协议，弥补了上述协议的不足，保证了交易的机密性和公平性，且高效实用。2签密在本协议中用到文献[9]提出的一个签密方案，它是一个基于ELGamal数字签名的数字签密算法，其方案如下：签密与先签名后加密相比计算量与通信量大大减少，如果用Cost表示代价，从文献［９］可知,Cost(Signcryption)<３本文协议3.1基本标志符3.2协议描述假设本次交易的n个主体及STTP均有两对公私钥对，一对用于签密及解签密；另一对用于数字签名及验证，STTP用于加解密。最后假定各主体与STTP之间的通信信道是可恢复的。本协议的思想是：n个主体已达成协议准备交换各自需要的有价消息Mi，意外情况下STTP介入保证协议的公平性。为了确保有价消息不被替换，需要权威机构的公共目录服务，在交易进行之前，每个主体pi的七元数组pi，Desci,H(ci),PET(ki),Ti,SIGA>被公布在权威机构的公共目录上。其中，TID是本次协议的交易号(每次交易号互不重复)；Desci是对Ipi的有价消息Mi的内容简介，每个主体可通过查看Desci来初...