[發明專利]一種基于區塊鏈的分布式安全通信方法及系統

有效

• 申請號: 201811384049.6
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109495478B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 王玉玨;丁勇;趙萌;王冰堯;劉林剛
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

1.一種基于區塊鏈的分布式安全通信方法，其特征在于，該方法包括：

生成系統公開參數，并將所述系統公開參數寫入區塊鏈；

每個用戶根據所述系統公開參數生成各自的公鑰及私鑰，并將各自的公鑰寫入所述區塊鏈，所述用戶包括通信發起者和通信接收者；

通信發起者根據一組所述通信接收者的公鑰執行加密過程并生成會話密鑰相關的參數和密文數據，所述會話密鑰相關參數和密文數據被寫入區塊鏈；

每個通信接收者從所述區塊鏈中讀取相關會話密鑰相關參數和密文數據，恢復會話密鑰，并進一步解密得到明文數據；

所述通信發起者根據一組所述通信接收者的公鑰執行加密過程并生成會話密鑰相關的參數和密文數據，具體包括：

通信發起者P₀隨機選擇Z_q域中的兩個非0元素α，并計算c₀＝g^α，c₁＝(pk₁)^α，c₂＝(pk₂)^α，……，c_n＝(pk_n)^α；其中，k為會話密鑰，表示Z_q域的非零元素子集{1,2,..,q-1}，g^α表示群G中的冪運算；

通信發起者P₀構造如下Z_q域上的多項式：

φ(x)＝(x-H(c₀,c₁))(x-H(c₀,c₂))…(x-H(c₀,c_n))+k

通信發起者P₀將上述多項式φ(x)整理成如下形式：

其中，上述多項式φ(x)的系數b_n,b_n-1,…,b₁,b₀和c₀稱作會話密鑰k的參數；

通信發起者P₀執行C←S.Enc(k,m)得到數據m的密文C；

通信發起者P₀將所述會話密鑰k的參數b_n,b_n-1,…,b₁,b₀和所述數據m的密文C一起寫入區塊鏈。

2.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的分布式安全通信方法，其特征在于，所述系統公開參數para具體為：para＝(G,g,q,H(·),S)，其中，G為階數為素數q的群，g表示G的一個生成元，H(·)表示抗碰撞哈希函數，S為一個對稱加密方案。

3.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的分布式安全通信方法，其特征在于，所述每個用戶根據所述公開參數生成各自的公鑰及私鑰，具體包括：

用戶P_i隨機選擇Z_q域中的一個非0元素表示域Z_q的非零元素子集{1,2,..,q-1}，并計算X_i表示群G上的冪運算；

用戶P_i得到公鑰pk_i＝X_i以及私鑰sk_i＝x_i。

4.根據權利要求3所述的一種基于區塊鏈的分布式安全通信方法，其特征在于，所述通信發起者根據一組所述通信接收者的公鑰執行加密過程并生成會話密鑰相關的參數和密文數據，具體包括：

通信接收者P_i利用其私鑰x_i計算

通信接收者P_i恢復會話密鑰k←φ(h_i)mod q；

通信接收者P_i解密得到消息m←S.Dec(k,C)。