[發(fā)明專利]一種公鑰保序加密方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810573081.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108768639B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖永建;趙坤;陳虹潔;劉雨露;何一川;黃文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08;H04L9/30
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種公鑰保序加密方法，其特征在于，包括下列步驟：

秘鑰生成：隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)s(1≤s≤p-2)作為私鑰，計(jì)算公鑰y＝g^smod q，公開(kāi)參數(shù)為所有用戶共享param＝{g,p}；其中p是一個(gè)大素?cái)?shù)，q＝p-1，g是的生成元，表示模p的正整數(shù)的集合；

加密過(guò)程：數(shù)據(jù)擁有者先將明文分割為數(shù)個(gè)桶D＝{D₁,D₂,…,D_m}，然后通過(guò)分割算法得到擴(kuò)展明文桶再采用加密函數(shù)映射到對(duì)應(yīng)的密文區(qū)間C＝{C₁,C₂,…,C_m}，每個(gè)桶對(duì)應(yīng)不同的加密函數(shù)Enc_i，定義明文桶的范圍為(l_i,h_i)，密文區(qū)間C_i＝(l’_i,h’_i)，對(duì)于每個(gè)桶，數(shù)據(jù)擁有者都選取兩個(gè)隨機(jī)數(shù)計(jì)算：

其密文為其中，noise是中的隨機(jī)數(shù)；

解密過(guò)程：數(shù)據(jù)使用者在收到密文c后，先確定其所在的桶i＝index(c₃)，結(jié)合私鑰s和能夠計(jì)算得到：

利用得到的參數(shù)(a_i,b_i)，根據(jù)計(jì)算得到明文內(nèi)容。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于相較其他的對(duì)稱保序加密算法，實(shí)現(xiàn)了公鑰加密保序算法。采用了桶對(duì)桶的非線性加密算法Enc(m_i)＝a_im_i+b_i+noise_i來(lái)在保序的前提下，保證加密算法的安全性和搜索的高效性；

對(duì)于一個(gè)明文區(qū)間D，經(jīng)過(guò)分割算法之后得到的擴(kuò)展桶區(qū)間集合為定義區(qū)間并且有l(wèi)_i,h_i∈Z，任意兩個(gè)相鄰區(qū)間和滿足關(guān)系l_i+1＝h_i；加密后對(duì)應(yīng)的密文區(qū)間為C_i＝(l’_i,h’_i)；

在當(dāng)前環(huán)境下，假設(shè)一個(gè)明文x，定義其區(qū)間索引值為index(x)＝i，擴(kuò)展桶區(qū)間范圍值為range(i)＝(l_i,h_i)，密文區(qū)間范圍值為range’(i)＝(l_i,h_i)，將桶區(qū)間范圍值作為秘密參數(shù)要安全的傳送給數(shù)據(jù)使用者；

原始明文經(jīng)過(guò)分割算法后，產(chǎn)生了均勻分布的數(shù)據(jù)區(qū)間，該區(qū)間也被表示成多個(gè)桶的形式，定義每個(gè)桶的非線性關(guān)系式為數(shù)據(jù)擁有者A對(duì)于每一個(gè)桶都選擇兩個(gè)隨機(jī)數(shù)計(jì)算和的值；用a_i,b_i分別來(lái)代替和所以對(duì)于任意區(qū)間來(lái)說(shuō)，通過(guò)非線性映射Enc_i后，得到的區(qū)間值為(l_min,h_max)，具體計(jì)算如下：

同時(shí)，為保證密文的序和明文序一致，其對(duì)應(yīng)的密文區(qū)間C_i＝(l’_i,h’_i)為：

因此對(duì)于一個(gè)其對(duì)應(yīng)的密文值為如下，其中noise∈(0,a_i/2)：

E(x)＝h’_i-1+Enc_i(x)＝h’_i-1+(a_i·x+b_i+noise)

數(shù)據(jù)擁有者計(jì)算和并且將安全的發(fā)送給數(shù)據(jù)使用者，將E(x)發(fā)送給云服務(wù)器存儲(chǔ)。

3.如權(quán)利要求2中所述的方法，采用了非線性的映射規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)保序加密，將經(jīng)過(guò)分割后的數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)桶，每個(gè)桶對(duì)應(yīng)一個(gè)加密函數(shù)，桶中每個(gè)數(shù)據(jù)都隨機(jī)的映射到對(duì)應(yīng)的密文區(qū)間中，通過(guò)這種一對(duì)多的映射方式增加了密文的不確定性，使相同的明文加密后的結(jié)果不同，保證了密文頻率的隱藏性，即攻擊者不能通過(guò)統(tǒng)計(jì)密文信息攻破算法得到明文。