[發明專利]一種基于屬性加密的物流大數據訪問控制系統及方法

在審

• 申請號: 201810033267.9
• 申請日: 2018-01-14
• 公開（公告）號: CN108200074A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 王海勇;彭垚;丁越;郭凱璇;潘啟青
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08;H04L29/08
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所 32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種基于屬性加密的物流大數據訪問控制系統，其特征在于，包括四個實體：可信任授權中心、物流數據屬主、物流數據訪問者、云服務器，四個實體之間通過互聯網進行連接,具體為：

A.可信任授權中心Trusted Authorization Center,TAC：用于生成系統的公共參數PK和主密鑰MK，并參與云服務器與用戶之間會話密鑰的協商；

B.物流數據屬主Logistics Data Owner,LDO：代表擁有想要共享的物流信息明文的用戶；在此訪問控制方法中，物流數據屬主并不是直接使用密文策略對明文進行屬性加密，而是選定對稱密鑰對數據進行對稱加密，然后再使用自己定義的訪問策略加密對稱密鑰；

C：物流數據訪問者Logistics Data Visitors,LDV：物流數據訪問者可以讀取云存儲服務器上的加密數據，然后通過遞交自己的屬性集合給TAC從而獲得解密對稱密鑰密文的私鑰，如果物流數據訪問者的用戶屬性滿足物流數據屬主定義的訪問策略，其將通過TAC分發的私鑰解密獲得對稱加密密鑰，從而可以獲得明文，否則將無法獲得明文消息；

D：云服務器Cloud Storage Provider,CSP：云服務器提供物流數據存儲和物流數據管理兩類服務，我們認為云服務器是可疑但是誠實的，它將按照規定誠實地執行各項任務。

2.根據權利要求1所述的系統的方法，其特征在于，包含以下步驟：

A.初始化：執行Setup(1^k)，此部分由TAC完成，生成公共參數PK和主密鑰MK；

B.密鑰生成：執行KeyGen(MK,A,u)，此算法由TAC完成，生成物流數據訪問者的解密私鑰以及CSP與用戶安全通信的會話密鑰，其中MK為系統主密鑰，A表示用戶屬性集合，u表示系統普通用戶；

C.數據加密：執行Encrypt(PK,K_m,T,M)，此算法由數據分享者執行，以公共參數PK、明文M、對稱加密密鑰K_m以及用戶制定的訪問策略為輸入，過程中會生成明文M對稱加密的密文C_m以及利用密文訪問策略加密后的對稱密鑰密文C_k，最終生成密文C；

D.數據重加密：執行Re Encrypt(C_m,C_k,G)，此算法在由CSP執行，當物流數據屬主的屬性集合發生變化時，CSP需要對C_k進行重加密操作，其中G表示用戶組的屬性；

E.數據解密：執行Decypt(C_k,A,SK,K_m)，物流數據訪問者從云服務器端獲得密文后將執行此操作。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟A還包括：

A-a：選擇秩為素p數的乘法循環群G₀，其中G₀的一個生成元為g，定義公開映射H:{0,1}^*→G₀；

A-b：構造雙線性對e:G₀×G₀→G_T；

A-c：選擇隨機數α，β∈Z_p，計算系統公共參數PK和系統主密鑰MK，其中Z_p表示模p的整數，具體構造如下：

PK＝{G₀,g,h＝g^β,e(g,g)^α}，MK＝{β,g^α}。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B還包括：

B-a：用戶解密私鑰SK的生成；TAC執行算法KeyGen(MK,A,u)生成物流數據訪問者的解密私鑰SK，可信任授權中心選擇r∈Z_p，并為屬性集合中每個屬性i∈A選擇隨機數r_i∈Z_p，以此為輸入參數輸出SK，具體如下：

B-b：會話密鑰的生成。為了保障用戶u_i與CSP之間的安全通信，采用公鑰加密體制和密鑰協商協議協商出一個會話密鑰