[發明專利]一種基于無證書的并行密鑰隔離簽密方法

在審

• 申請號: 201910054115.1
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109660332A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 梅倩;熊虎;趙亞楠
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于無證書的并行密鑰隔離簽密方法，其特征在于：

(1)在簽密用戶和解簽密用戶之間設置兩個獨立且物理安全的可信協助器，并由這兩個協助器幫助簽密用戶和解簽密用戶在利用自己選取的秘密值時生成密碼系統的初始私鑰，避免了密鑰托管問題并實現了抗密鑰泄露功能；

(2)密碼系統利用兩個協助器在不同時間周期內交替對簽密用戶和解簽密用戶的臨時私鑰進行更新，即使簽密用戶和解簽密用戶頻繁更新私鑰也不會增加協助器密鑰泄露的風險；

(3)簽密用戶利用自己在時間周期t的臨時私鑰和解簽密用戶的公鑰對消息進行簽密，生成簽密文；解簽密用戶接收到簽密文后，利用自己在時間周期t的臨時私鑰及簽密者的公鑰對簽密文進行解簽密，恢復出消息。

2.根據權利要求1所述的基于無證書的并行密鑰隔離簽密方法，其特征在于，所述方法的具體步驟包括：

(1)系統建立Setup:輸入安全參數和總時間周期數，KGC運行該算法并生成系統公開參數和系統主密鑰；

(2)部分私鑰提取Par-Extract:輸入系統主密鑰、系統公開參數和用戶身份，KGC運行該算法并生成用戶的部分私鑰，通過安全信道將部分私鑰傳送給用戶；

(3)密鑰生成Key-Gen:輸入系統公開參數、用戶身份和用戶部分私鑰，用戶運行該算法并生成自己的初始私鑰，公鑰以及協助器的公私鑰：

(4)協助器更新Update：輸入系統公開參數、協助器私鑰和用戶身份，時間周期t和第i個協助器密鑰(i≡t mod 2)，用戶運行該算法并計算協助器的更新密鑰；

(5)用戶密鑰更新UpdateU:輸入系統公開參數、協助器更新密鑰和在t-1時間周期內用戶的臨時私鑰，用戶運行該算法并計算在時間周期t內用戶的臨時私鑰；

(6)簽密Signcrypt:輸入系統公開參數、簽密用戶的私鑰、解簽密用戶的公鑰以及明文消息，簽密用戶運行該算法并生成簽密文發送給解簽密用戶；

(7)解簽密De-Signcrypt:輸入系統公開參數、簽密文、解簽密用戶的私鑰和簽密用戶的公鑰，解簽密用戶首先驗證簽密是否正確，然后執行解簽密。

3.根據權利要求2所述的基于無證書的并行密鑰隔離簽密方法，其特征在于，所述方法的具體算法包括：

(1)系統建立Setup:輸入安全參數l和總時間周期數N，構造一個素數階q的加法循環群和一個素數階q的乘法循環群其中q滿足條件q＞2¹⁶⁰，定義一個雙線性映射設P是的生成元；隨機選取兩個抗碰撞的密碼哈希函數：其中Z⁺表示正整數，表示模q的簡化剩余系；KGC隨機選取作為主密鑰，計算主公鑰P_pub＝sP；KGC秘密保留主公鑰s，發布系統公開參數

(2)部分私鑰提取Par-Extract:輸入主密鑰s、系統公開參數params和用戶u的身份ID_u，KGC首先計算接著計算用戶u的部分私鑰D_u＝sQ_u，最后通過安全信道將部分私鑰D_u傳送給用戶u；

(3)密鑰生成Key-Gen:輸入系統公開參數params、用戶u的身份ID_u和部分私鑰D_u，按如下方式生成用戶u的初始私鑰，公鑰以及協助器的公私鑰：

a)隨機選取分別作為兩個協助器的私鑰，計算兩個協助器的公鑰

b)用戶u隨機選取作為用戶u的秘密值，計算用戶u的公鑰PK_u＝x_uP；

c)計算用戶u的初始私鑰其中0是時間周期；

(4)協助器更新Update：輸入系統公開參數params、協助器私鑰hk和用戶u的身份ID_u，時間周期t和第i個協助器密鑰s_i(i≡t mod 2)，用戶u計算協助器的更新密鑰

(5)用戶密鑰更新UpdateU:輸入系統公開參數params、協助器更新密鑰UK_t和在t-1時間周期內用戶u的臨時私鑰SK_u，t-1，計算在時間周期t內用戶u的臨時私鑰SK_u，t＝SK_u，t-1+UK_t；如果令l≡t mod 2，l′≡(t-1)mod 2，則用戶u的臨時私鑰為：

(6)簽密Signcrypt:設簽密人是Alice，解簽密人是Bob，定義一個明文信息Alice的公鑰為PK_a，在時間周期t時的私鑰為SK_a，t；Bob的公鑰為PK_b，在時間周期t時的私鑰為SK_b，t，具體的簽密過程如下：Alice隨機選取計算R＝rP，C＝mw，S＝h₁(SK_a，t+rQ_a)，發送簽密文σ_A-B＝(R，C，h₁，S，ID_a)給Bob；

(7)解簽密De-Signcrypt:Bob接收到簽密σ_A-B后，首先驗證等式是否成立，如果不成立，Bob拒絕解簽密；否則Bob計算m＝Cw^-1恢復明文消息。