[發明專利]一種抗同謀攻擊的網絡組播信息加密方法

有效

• 申請號: 201010173677.7
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101860796A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 楊庚;唐強;李大偉;曹曉梅;祁正華;陳燕俐
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W12/02;H04W12/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種用于信息網絡、特別是無線傳感器網絡密鑰管理中一種低能耗環境下的組播信息加密，屬于計算機與信息安全技術領域。

背景技術

無線傳感器網絡是當今研究的一個熱點，因為其自身的一些特點，使得在無線傳感器網絡中實現組播廣播加密變得異常困難。無線傳感器節點由于體積小，不可再生，所帶的電池能量非常有限，高能耗的組播廣播加密并不適用。又因為布置于野外等危險區域，經常容易被破壞和捕獲，一些簡單的對稱加密不能保障無線傳感器網絡的安全。

無線傳感器網絡的加密能耗總共分為三類：存儲能耗、計算能耗、通信能耗。存儲能耗即傳感器節點保存密鑰和參數的個數所消耗的能量，計算能耗即傳感器節點在加密和解密時所作計算的能量損耗，通信能耗即傳感器節點發送數據的能量損耗。研究表明，三類能耗中計算能耗和通信能耗是主要能耗。降低無線傳感器網絡加密能耗的關鍵在于如何降低計算能耗和通信能耗。

基于屬性的加密技術采用公鑰加密體制，網絡中的每個成員都用一系列的屬性進行標識，這些屬性就作為成員的公鑰，而每個成員保存有與之各個屬性對應的私鑰，加密者通過制度某些屬性組合的策略來完成對消息的加密，成員只有擁有的屬性符合加密的策略才能夠解開密文。目前已經有不少基于屬性加密的方案運用于組播廣播加密之中，但是他們的方案由于計算量過于復雜和通信量過于龐大而不能應用到低能耗環境(諸如無線傳感器網絡)之中。

在確保安全性的同時，本發明設計出一種低計算和低通信能耗的加密方案，使其能運用到低能耗的環境的組播廣播加密中去。其優點是計算量小，且不管明文長度是多大，密文的長度是一個給定值。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種抗同謀攻擊的網絡組播信息加密方法，采用一層式結構的策略樹，通過預處理的辦法，極大的減少了加密和解密時的計算量。另外，系統輸出定長的密文，減少了通信能耗。而整個系統的安全性并沒有下降。

技術方案：本發明的加密方案安全性是基于數學中的計算橢圓曲線雙線性映射的復雜性，降低系統的計算能耗的關鍵在于減少雙線性映射運算的個數。我們發現可以通過預處理方法可以提前把雙線性運算完成并以公鑰的形式發布，加密和解密的過程只涉及少量的雙線性運算，假設雙線性映射為ê：G₀×G₀→G₁，g是G₀群上的生成元，群的階為q，屬性是i的公鑰為PK_i＝(PK_i1，PK_i2)，其中PK_i1＝g^ti，PK_i2＝ê(g，g)^q·ti，ti＝H(i)，H(i)為對i的哈希函數值。在加密和解密的時候，本發明方案只需要做簡單的乘法運算。