[發明專利]匿名度可選的匿名消息交換系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201410277313.1
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104125142B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 李龍海;許尚妹;黃誠強;付少鋒
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/58
• 分類號: H04L12/58;H04L12/865
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司61114
• 代理人: 李罡

1.匿名度可選的匿名消息交換系統的實現方法，其特征在于：

所述系統包括：

一個主控服務器，部署在系統的主控節點上，用于生成系統初始化參數，響應用戶對系統參數的查詢請求，以及協調其它子系統之間的工作；

一個用戶消息輸入隊列，視為第1級隊列，用于緩存用戶發送到系統的消息；

K-1個中間隊列，分別視為第2到第K級隊列，分別用于緩存上一級隊列中的消息被處理后的中間結果；

一個消息處理子系統，根據系統的要求，部署在0到多個節點上，用于對輸入隊列中的消息進行處理；

一個輸出隊列，用于緩存等待被分發的消息；

一個消息分發子系統，部署在局域網某個節點上，用于從輸出隊列中提取消息，并根據消息的地址字段發送給消息接收者；

其中：

所述的消息處理子系統，又包括n個相互獨立的Mix服務器，為系統初始化提供必要參數，并參與匿名消息的處理；

所述實現方法由以下步驟實現：

(1)系統初始化：主控服務器和n個相互獨立的Mix服務器相互協作，構造出系統運行所需的公共參數和相關密鑰；匿名消息交換系統完成初始化流程后，即可正式對外提供服務；

(2)系統等待接收匿名消息：在系統運行期間，到達系統的任何匿名消息被統一緩存到第1級隊列；

(3)系統匿名消息核心處理流程：

(3.1)主控服務器實時掃描系統的K個隊列，從第i＝1級隊列開始；

(3.2)主控服務器掃描第i級隊列，如果該隊列構成一個批次，即隊列中消息的總數大于或等于當前隊列的長度參數N_i時，執行步驟(3.3)；反之，則該流程結束；

(3.3)主控服務器從第i級隊列中取出N_i個消息構造成消息列表C_i，然后啟動級聯混洗流程CascadeMix處理消息列表C_i，得到消息列表C_i＇；

(3.4)逐個檢查C_i＇中的消息(a,b,c,d)是否已經成為明文格式，如果是明文格式，則將該消息送入到輸出隊列；如果仍為密文格式，且i＜K，則將其輸入到第i+1級隊列；如果仍為密文消息，且i＝K,則將該消息丟棄；

(3.5)當處理完C_i＇中的所有元素后，令i＝i+1，如果i＞K，則該流程結束，反之則返回步驟(3.2)；

(4)系統分發匿名消息：經過上述的匿名消息處理之后，輸出隊列中緩存了等待被分發的明文消息；消息分發子系統則實時掃描輸出隊列，從中取出消息，并根據其地址字段發送給消息接收者；

步驟(1)所述的系統初始化，包括以下子步驟：

(1.1)確定系統運行的公共參數：

(1.1.1)主控服務器確定系統支持的匿名度級別K，和K級隊列包括輸入隊列在內對應的長度參數N₁，N₂，...，N_K，滿足N₁≤N₂≤...≤N_K；

(1.1.2)主控服務器隨機生成兩個大素數p、q，滿足：2q＝p-1，且在群Z_p^*上離散對數問題困難性假設成立,在群Z_p^*中任取q階元素g，將g作為生成元生成Z_p^*的子群G；

(1.1.3)主控服務器將參數p、q、g、K、N₁、N₂、...、N_K發送給n個Mix服務器；

(1.2)對于任意的Mix服務器Server_i(1≤i≤n)，從集合Z_q中任取K個隨機數{x_i，1，x_i，2，...，x_i，K}，計算向量{y_i，1，y_i，2，...，y_i，K}，其中：

并將向量{y_i，1，y_i，2，...，y_i，K}發送給主控服務器和其它Mix服務器，將隨機數{x_i，1，x_i，2，...，x_i，K}作為解密密鑰秘密保存到本地的安全存儲器中；

(1.3)公鑰向量生成過程：假設y₀＝1，并且主控服務器已從n個Mix服務器收到向量{y_i，1，y_i，2，...，y_i，K}(1≤i≤n)，利用公式

計算匿名度j所對應的公鑰y_j，并擴展得到公鑰向量{y₁,y₂,...,y_K}；

(1.4)主控服務器將p、q、g、K、N₁、N₂、...、N_K、公鑰向量{y₁,y₂,...,y_K}作為公共參數保存，任意的用戶都可以向主控服務器查詢這些參數。