[發(fā)明專利]一種基于ElGamal加密的動(dòng)態(tài)多副本數(shù)據(jù)持有性驗(yàn)證方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710874870.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN107612687B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邊根慶;邵必林;王棟;賀秦祿;趙煜;葉娜;張維琪;李智杰;張翔;王佳婧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08;H04L9/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種基于ElGamal加密的動(dòng)態(tài)多副本數(shù)據(jù)持有性驗(yàn)證方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)數(shù)據(jù)所有者生成公鑰p_k、私鑰s_k、數(shù)據(jù)標(biāo)簽密鑰、數(shù)據(jù)密鑰、用于驗(yàn)證的PRF密鑰Key_PRF、用于ElGamal加密的PRF密鑰Key_rand及標(biāo)簽PRF密鑰Key_tag；

2)數(shù)據(jù)所有者根據(jù)數(shù)據(jù)文件F、數(shù)據(jù)副本數(shù)量m、用于驗(yàn)證的PRF密鑰Key_PRF及用于ElGamal加密的PRF密鑰Key_rand，使用ElGamal加密方法生成多個(gè)數(shù)據(jù)副本文件F_i，其中，數(shù)據(jù)文件F＝{b₁,b₂,......b_m}，由m個(gè)數(shù)據(jù)塊組成；

3)數(shù)據(jù)所有者根據(jù)私鑰s_k及數(shù)據(jù)文件F生成標(biāo)簽集φ，再將標(biāo)簽集φ發(fā)送至云端；

4)數(shù)據(jù)所有者向云端發(fā)送挑戰(zhàn)向量，云服務(wù)提供商根據(jù)步驟2)生成的數(shù)據(jù)副本F_i、步驟3)生成的標(biāo)簽集φ及挑戰(zhàn)向量生成證據(jù)P，然后將證據(jù)P發(fā)送至數(shù)據(jù)所有者；

5)數(shù)據(jù)所有者根據(jù)公鑰p_k及證據(jù)P完成基于ElGamal加密的動(dòng)態(tài)多副本數(shù)據(jù)持有性驗(yàn)證；

所述數(shù)據(jù)標(biāo)簽密鑰用于生成數(shù)據(jù)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)密鑰用于數(shù)據(jù)加密及創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本；

數(shù)據(jù)所有者根據(jù)用于驗(yàn)證的PRF密鑰Key_PRF生成s個(gè)隨機(jī)數(shù)k_i；數(shù)據(jù)所有者根據(jù)用于ElGamal加密的PRF密鑰Key_rand生成用于ElGamal加密的隨機(jī)數(shù)r_ij；

步驟2)中使用ElGamal加密方法生成多個(gè)數(shù)據(jù)副本F_i，其中，

由上式得：F_i＝{(1+b₁p)(k_ir_i1)^p,(1+b₂p)(k_ir_i2)^p,...,(1+b_mp)(k_ir_im)^p}_1≤i≤m

一個(gè)數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)塊b_i的標(biāo)簽為：u∈G₁,H(·)∈G₁，其中，u表示數(shù)據(jù)文件F的哈希值，{a_i}_1≤i≤m表示由標(biāo)簽PRF密鑰Key_tag生成的隨機(jī)數(shù)；

步驟4)的具體操作為：

數(shù)據(jù)所有者選擇驗(yàn)證方法，再根據(jù)選擇的驗(yàn)證方法生成密鑰，然后將密鑰發(fā)送至云服務(wù)提供商，其中，驗(yàn)證方法包括確定性驗(yàn)證及概率性驗(yàn)證，當(dāng)數(shù)據(jù)所有者選擇確定性驗(yàn)證時(shí)，則生成一個(gè)PRF密鑰Key₁；當(dāng)數(shù)據(jù)所有者選擇概率性驗(yàn)證時(shí)，則產(chǎn)生兩個(gè)PRF密鑰Key₁及Key₂；

其中，當(dāng)數(shù)據(jù)所有者生成兩個(gè)PRF密鑰Key₁及Key₂時(shí)，云服務(wù)提供商根據(jù)PRF密鑰Key₁生成c個(gè)隨機(jī)文集{C}，其中，1≤c≤m，然后使用PRF密鑰Key₂生成s個(gè)隨機(jī)數(shù)的標(biāo)簽集，再計(jì)算σ和μ，其中，

最后將σ和μ發(fā)送至數(shù)據(jù)所有者；

步驟5)的具體操作為：

數(shù)據(jù)所有者根據(jù)σ和μ判斷以下公式是否成立，其中，

當(dāng)式(5)成立時(shí)，則表示云服務(wù)提供商在響應(yīng)階段使用了所有數(shù)據(jù)副本F_i；當(dāng)式(6)成立時(shí)，則表示云端在響應(yīng)過(guò)程中使用了所有數(shù)據(jù)塊；當(dāng)式(5)及式(6)成立時(shí)，則表示云端中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)完整，且云端已經(jīng)存儲(chǔ)了服務(wù)等級(jí)協(xié)議SLA中約定的數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)據(jù)副本；

還包括：數(shù)據(jù)所有者產(chǎn)生更新請(qǐng)求Id_f,BlockOp,j,b'_i,φ'，然后將更新請(qǐng)求Id_f,BlockOp,j,b'_i,φ'發(fā)送至云端，其中，Id_f為數(shù)據(jù)文件F的標(biāo)識(shí)符，BlockOp對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)塊操作，所述數(shù)據(jù)塊操作包括數(shù)據(jù)塊插入、刪除及修改操作，j,b'_i和φ'分別表示更新數(shù)據(jù)塊的索引、更新后的數(shù)據(jù)塊和更新后的標(biāo)簽；云服務(wù)提供商根據(jù)更新請(qǐng)求Id_f,BlockOp,j,b'_i,φ'對(duì)數(shù)據(jù)塊及數(shù)據(jù)塊的標(biāo)簽進(jìn)行更新。