[發(fā)明專利]一種支持非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)的密文長度固定的屬性基可搜索加密方法

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• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN108632023A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓金廣;楊燁;曹杰;伍之昂;史本云;黃健;毛波;卜湛
• 申請（專利權(quán)）人: 南京財經(jīng)大學(xué)
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了支持非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)的密文長度固定的屬性基可搜索加密方法。該方法具有以下優(yōu)點：(1)支持非單調(diào)的訪問結(jié)構(gòu)。與單調(diào)的防問結(jié)構(gòu)相比較，非單調(diào)的訪問結(jié)構(gòu)能夠表達(dá)更為靈活的訪問策略。(2)該加密方法在索引加密階段的計算成本是固定的，同時產(chǎn)生的可搜索密文的長度是固定的。(3)該加密方法在陷門產(chǎn)生階段產(chǎn)生的陷門的長度是固定的。(4)該加密方法在檢測階段的計算成本是固定的。(5)該加密方法支持有效的屬性撤銷。本發(fā)明提出的支持非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)的密文長度固定的屬性基可搜索加密方法在支持較為靈活的訪問結(jié)構(gòu)的同時，較大程度地降低了屬性基可搜索加密方案的計算成本和通信成本。因此，該加密方法更加適用于存儲空間和計算能力受限的移動設(shè)施，如智能手機、IPad。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機安全領(lǐng)域，具體涉及一種支持非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)的密文長度固定的屬性基可搜索加密方法。

背景技術(shù)

在云計算環(huán)境中，為了保護數(shù)據(jù)的機密性，用戶通常會先將數(shù)據(jù)加密得到密文，然后將密文存儲在云服務(wù)器中。因為云計算中用戶會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，所以用戶能否對存儲在云服務(wù)器中的密文進行有效的搜索是非常重要的問題。

可搜索公鑰加密機制給出了上述問題的解決思路。在一個可搜索公鑰加密方案中，用戶可以通過一個中心機構(gòu)來檢測一個密文中是否包含制定的關(guān)鍵詞而不會泄露明文的任何信息。然而，傳統(tǒng)的可搜索公鑰加密機制只適合數(shù)據(jù)所有者與用戶之間“一對一”的共享數(shù)據(jù)，并不適用云計算中多數(shù)據(jù)所有者、多用戶的場景。為了解決上述問題，屬性基可搜索加密機制被提出。在一個屬性基可搜索加密方案中，數(shù)據(jù)所有者通過定義訪問結(jié)構(gòu)中的屬性集，然后在該訪問結(jié)構(gòu)下加密關(guān)鍵詞。用戶能夠為指定的關(guān)鍵詞產(chǎn)生陷門并授權(quán)云服務(wù)器進行搜索當(dāng)且僅當(dāng)其擁有的屬性滿足該訪問結(jié)構(gòu)。屬性基可搜索加密因其實現(xiàn)了靈活的訪問結(jié)構(gòu)，所以更加適用于多數(shù)據(jù)所有者、多用戶的云計算環(huán)境。

然而，現(xiàn)有的屬性基可搜索加密方案中計算成本和通信成本與所需屬性個數(shù)成線性關(guān)系。此外，現(xiàn)有的屬性基可搜索加密方案多使用單調(diào)的訪問結(jié)構(gòu)，用戶擁有訪問結(jié)構(gòu)中要求的屬性(積極屬性)就可以為指定關(guān)鍵詞產(chǎn)生陷門。然而，在實際中，用戶的屬性通常分為兩種：積極屬性和消極屬性。積極屬性指用戶一定具有屬性；消極屬性指用戶一定不具有的屬性。因此，支持非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)的密文長度固定的屬性基可搜索加密方案具有實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一個支持非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)的密文長度固定的屬性基可搜索加密系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅支持較為靈活的多值與門結(jié)構(gòu)，而且較大程度地降低了屬性基可搜索加密的計算成本和通信成本。

本發(fā)明通過以下技術(shù)實現(xiàn)：

(1)系統(tǒng)建立階段：假設(shè)總屬性集中的屬性個數(shù)為n。中心機構(gòu)根據(jù)安全參數(shù)和總屬性個數(shù)產(chǎn)生公共參數(shù)和主密鑰：params和MSK：

Setup(1^l，n)→(params，MSK)，

中心機構(gòu)設(shè)置系統(tǒng)初始版本號ver為1；

(2)密鑰產(chǎn)生階段：假設(shè)用戶U擁有的屬性為S_U，中心機構(gòu)根據(jù)其屬性為其產(chǎn)生私鑰：

KG(params，MSK，S_U)→SK_U；

(3)索引加密階段：為了加密一個關(guān)鍵詞w，數(shù)據(jù)所有者首先定義一個非單調(diào)訪問結(jié)構(gòu)A，然后在該訪問結(jié)構(gòu)下加密關(guān)鍵詞w得到可搜索密文：

Enc(params，A，w)→CT；

(4)陷門產(chǎn)生階段：合法用戶可以利用持有的私鑰SK_U為指定的關(guān)鍵詞w產(chǎn)生陷門：

TP(params，SK_U，w)→T_w；

(5)檢測階段：云服務(wù)器在收到用戶發(fā)送的陷門后，在存儲的密文中進行搜索：