[發明專利]密文去重場景下不損失熵的所有權認證與密鑰傳遞方法

有效

• 申請號: 201710195087.6
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107147615B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 何司蒙;楊超;姜奇;李金庫;馬建峰;李丹平;盧璐
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/32;H04L9/08;G06F21/62
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 韋全生;王品華

1.一種密文去重場景下不損失熵的所有權認證與密鑰傳遞方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)文件首位上傳者U1對明文F進行預處理，并將預處理結果上傳至服務器，實現步驟為：

1a)首位上傳者U1利用哈希函數h()，計算明文F的索引值h(F)；

1b)首位上傳者U1利用獨立成對哈希方法，計算明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)；

1c)首位上傳者U1隨機生成文件對稱加密密鑰DEK，并利用該文件對稱加密密鑰DEK對明文F進行加密，得到文件密文C_F，C_F＝Enc(DEK,F)，其中Enc()為對稱加密方案；

1d)首位上傳者U1對文件對稱加密密鑰DEK的保護：首位上傳者U1選擇第一隨機整數v和第二隨機整數S，利用隱藏憑據恢復方法，通過第一隨機整數v和第二隨機整數S，計算中間變量h＝v^S，并通過第二隨機整數S和明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)，計算文件對稱加密密鑰DEK傳遞值D，再通過文件對稱加密密鑰DEK傳遞值D和文件對稱加密密鑰DEK，計算文件對稱加密密鑰DEK傳遞保護值r，其中r的計算步驟為：

1d1)首位上傳者U1通過明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)和第二隨機整數S，計算文件對稱加密密鑰DEK傳遞值D：D＝(h(H_random(F)))^S，其中h()為哈希函數；

1d2)首位上傳者U1計算文件對稱加密密鑰DEK傳遞保護值r：r＝DEK×D^-1；

1e)首位上傳者U1將第一隨機整數v、第二隨機整數S、中間變量h和文件對稱加密密鑰DEK傳遞保護值r發送至服務器并存儲，實現對文件對稱加密密鑰DEK的安全傳遞，同時將明文F的索引值h(F)和文件密文C_F發送至服務器并存儲；

(2)后續上傳者U2與服務器進行文件所有權認證交互，實現步驟為：

2a)后續上傳者U2利用哈希函數h()，計算明文F'的索引值h(F')，并將索引值h(F')發送至服務器；

2b)服務器判斷明文F'的索引值h(F')與明文F的索引值h(F)是否相等，若是，選擇第三隨機數w，將第三隨機數w發送至后續上傳者U2，否則，結束運算；

2c)后續上傳者U2利用獨立成對哈希方法，計算明文F'的不損失熵的文件大摘要H_random(F')，同時選擇第四隨機數t，并利用零知識驗證方法，通過明文F'的不損失熵的文件大摘要H_random(F')、第三隨機數w和第四隨機數t，在生成元為g的p階乘法循環群G中計算所有權認證的證據值Proof、承諾值commit、輔助值aux和輔助驗證值aux^w，最終將所有權認證的證據值Proof、承諾值commit和輔助驗證值aux^w發送至服務器，其中Proof、commit、aux和aux^w的計算步驟為：

2c1)后續上傳者U2計算所有權認證的證據值Proof＝(H_random(F')×w+t)modq；

2c2)后續上傳者U2計算所有權認證的承諾值commit＝g^tmodq；

2c3)后續上傳者U2計算所有權認證的輔助值并通過所有權認證的輔助值aux和第三隨機數w，計算所有權認證的輔助驗證值aux^w；

其中，q是一個素數，且q|p-1；

2d)服務器利用零知識驗證方法，通過所有權認證的證據值Proof，在生成元為g的p階乘法循環群G中計算所有權認證的證據驗證值g^Proof，并判斷g^Proof×aux^w與承諾值commit是否相等，若是，后續上傳者U2文件所有權認證成功，將文件所有權認證成功的后續上傳者U2標記為文件擁有者，并通知后續上傳者U2刪除明文F'，實現客戶端密文文件去重，執行步驟(3)，否則，后續上傳者U2文件所有權認證失敗，結束運算；

(3)文件擁有者訪問服務器文件密文C_F，實現步驟為：

3a)服務器將第一隨機整數v、中間變量h和文件對稱加密密鑰DEK傳遞保護值r發送至文件擁有者；

3b)文件擁有者選擇第五隨機數R，并通過第五隨機數R、明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)和第一隨機整數v，計算明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)證據值U＝v^Rh(H_random(F))，其中h()為哈希函數，再將證據值U發送至服務器；

3c)服務器通過明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)證據值U和第二隨機整數S，計算明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)證據驗證值B＝U^S，并將證據驗證值B發送至文件擁有者；

3d)文件擁有者通過明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)證據驗證值B、中間變量h和第五隨機數R，計算文件對稱加密密鑰DEK傳遞值D＝B×h^-R，并通過文件對稱加密密鑰DEK傳遞保護值r和文件對稱加密密鑰DEK傳遞值D，計算文件對稱加密密鑰DEK＝r×D；

3e)文件擁有者利用文件對稱加密密鑰DEK對文件密文C_F進行解密，得到明文F，F＝Dec(DEK,C_F)，其中Dec()為對稱解密方案。

2.根據權利要求1所述的一種密文去重場景下不損失熵的所有權認證與密鑰傳遞方法，其特征在于：步驟1b)所述的計算明文F的不損失熵的文件大摘要H_random(F)，實現步驟為：

1b1)首位上傳者U1對明文F進行分塊，得到明文F＝{w₁,w₂,…,w_i,…,w_l}，其中w_i表示明文F＝{w₁,w₂,…,w_i,…,w_l}中的第i塊，l表示塊的數量，且i∈[1,l]；

1b2)首位上傳者U1利用哈希函數h()，計算明文F＝{w₁,w₂,…,w_i,…,w_l}中每一塊w_i的哈希值y_i＝h(w₁||w₂||...||w_i)，并將所有塊的哈希值聯結，得到明文F正向哈希值Y＝{y₁||y₂||...||y_l}；

1b3)首位上傳者U1對明文F進行逆序處理，得到明文F逆序文件并對明文F逆序文件進行分塊，得到明文F逆序文件其中表示明文F逆序文件中的第i塊，l表示塊的數量，且i∈[1,l]；

1b4)首位上傳者U1利用哈希函數h()，計算明文F逆序文件中每一塊的哈希值并將所有塊的哈希值聯結，得到明文F逆向哈希值Z＝{z₁||z₂||...||z_l}，最終對明文F逆向哈希值Z進行逆序處理，得到明文F逆向哈希轉換值

1b5)首位上傳者U1通過明文F正向哈希值Y和明文F逆向哈希轉換值計算明文F的不損失熵的文件大摘要其中表示異或操作。