グループ署名方式とは

グループ署名方式とは署名者がグループに含まれることを証明する署名方式です。
グループ署名についての説明はこちらにあります。

想定する環境

Ubuntu 20.04

インストール

1. 必要なパッケージをインストール

以下のコマンドで事前に必要なプログラムをインストールしておきます。

$ sudo apt update
$ sudo apt install git build-essential cmake libssl-dev

2. libgroupsigのインストール

以下のコマンドでlibgroupsigをインストールします。

$ git clone https://github.com/IBM/libgroupsig
$ cd libgroupsig
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
$ make
$ sudo make install

プログラムの作成

1. プログラムの記述

以下のようなプログラムを書き、sign_gl19.cという名前で保存します。

#include <groupsig/groupsig.h>

int main (int argc, char *argv[]) {

  groupsig_config_t *cfg;
  groupsig_key_t *grpkey, *isskey, *cnvkey, *memkey;
  groupsig_signature_t *sig;
  message_t *msg, *m1, *m2, *m3, *m4;
  uint8_t b;

  /* Initialize environment for GL19 */
  cfg = groupsig_init(GROUPSIG_GL19_CODE, 0);

  /** Create the group **/

  /* Initialize the group and manager keys */
  grpkey = groupsig_grp_key_init(GROUPSIG_GL19_CODE);
  isskey = groupsig_mgr_key_init(GROUPSIG_GL19_CODE);
  cnvkey = groupsig_mgr_key_init(GROUPSIG_GL19_CODE);

  /* Run the Issuer part of the setup */
  groupsig_setup(GROUPSIG_GL19_CODE, grpkey, isskey, NULL, cfg);

  /* Run the Converter part of the setup */
  groupsig_setup(GROUPSIG_GL19_CODE, grpkey, cnvkey, NULL, cfg);

  /** Add a member to the group **/

  /* Initialize the member key */
  memkey = groupsig_mem_key_init(GROUPSIG_GL19_CODE);

  /* Simulate the issue-join interactive process */
  m1 = m2 = m3 = m4 = NULL;
  groupsig_join_mgr(&m1, NULL, isskey, 0, NULL, grpkey);
  groupsig_join_mem(&m2, memkey, 1, m1, grpkey);
  groupsig_join_mgr(&m3, NULL, isskey, 2, m2, grpkey);
  groupsig_join_mem(&m4, memkey, 3, m3, grpkey);

  /** Sign a message **/

  /* Prepare the message */
  msg = message_from_string("Hello, World!");

  /* Initialize the signature object */
  sig = groupsig_signature_init(GROUPSIG_GL19_CODE); 
  groupsig_sign(sig, msg, memkey, grpkey, 0);

  /** Verify the signature **/
  groupsig_verify(&b, sig, msg, grpkey);

  if (b) {
    fprintf(stdout, "VALID signature.\n");
  } else {
    fprintf(stdout, "WRONG signature.\n");
  }

  /* Free memory */
  groupsig_clear(GROUPSIG_GL19_CODE, cfg); cfg = NULL;
  groupsig_grp_key_free(grpkey); grpkey = NULL;
  groupsig_mgr_key_free(isskey); isskey = NULL;
  groupsig_mgr_key_free(cnvkey); cnvkey = NULL;
  groupsig_mem_key_free(memkey); memkey = NULL;
  groupsig_signature_free(sig); sig = NULL;
  message_free(msg); msg = NULL;
  message_free(m1); m1 = NULL;
  message_free(m2); m2 = NULL;
  message_free(m3); m3 = NULL;
  message_free(m4); m4 = NULL;

  return 0;

}

2. コンパイル＆実行

以下のコマンドで、コンパイルと実行を行います。

$ gcc sign_gl19.c -o sign_gl19 -lgroupsig -lmcl -Wl,-rpath=/usr/local/lib
$ ./sign_gl19

VALID signature と表示されれば成功です。

グループ署名方式を実装する（libgroupsig）