Implementação otimizada de um esquema de assinaturas digitais tolerantes a modificações com suporte à remoção de conteúdo

Abstract

Assinaturas digitais são amplamente utilizadas em diversas aplicações para garantir a autenticidade e integridade das mensagens. Esta garantia de integridade é geralmente assegurada pela capacidade de verificar se houve alguma alteração na mensagem assinada. No entanto, em alguns contextos, seria útil verificar exatamente quais partes da mensagem foram alteradas, em vez de apenas detectar a ocorrência ou não de alguma alteração. Para atender a esses cenários, Idalino, Moura e Adams (2019) propuseram o MTSS, um esquema de assinaturas digitais tolerantes a modificações, que permite a localização e correção das alterações. Ademais, o artigo também apresenta o redactable MTSS, que permite ocultar partes da mensagem por motivos de privacidade, mantendo uma assinatura válida. Sendo um esquema recente, há poucos registros na literatura de implementações dos algoritmos propostos. Este trabalho tem como objetivo implementar o esquema proposto em uma linguagem de baixo nível, com foco na otimização do tempo de execução. Além disso, como o MTSS é baseado em cover-free families (CFF) e combinatorial group testing, os arquivos assinados precisam ser divididos em blocos. A divisão dos blocos apresenta um desafio particular, uma vez que a estratégia adotada para esse processo é essencial para garantir a usabilidade do esquema. Essa divisão deve ser orientada pela estrutura do conteúdo do arquivo, de modo a assegurar que, mesmo após modificações, a segmentação em blocos possa ser reproduzida de forma consistente. Neste trabalho, foram definidas estratégias específicas de divisão para os formatos Portable Document Format (PDF) e texto plano, considerando as particularidades estruturais de cada tipo de arquivo.

Digital signatures are widely used in various applications to guarantee the authenticity and integrity of messages. This integrity guarantee is usually ensured by the ability to verify whether there has been any change in the signed message. However, in some contexts, it would be useful to verify exactly which parts of the message have been changed, rather than just detecting whether or not a change has occurred. To address these scenarios, Idalino, Moura, and Adams (2019) proposed MTSS, a modification-tolerant signature scheme that allows the location and correction of changes. Furthermore, the article also presents the redactable MTSS, which allows hiding parts of the message for privacy reasons, while maintaining a valid signature. Being a recent scheme, there are few records in the literature of implementations of the proposed algorithms. This work aims to implement the proposed scheme in a low-level language, focusing on optimizing runtime. Furthermore, since MTSS is based on cover-free families (CFF) and combinatorial group testing, signed files need to be divided into blocks. Block division presents a particular challenge, since the strategy adopted for this process is essential to ensure the usability of the scheme. This division must be guided by the structure of the file content, in order to ensure that, even after modifications, the block segmentation can be reproduced consistently. In this work, specific division strategies were defined for the Portable Document Format (PDF) and plain text formats, considering the structural particularities of each file type.