[發明專利]一種基于屬性加密的區塊鏈數據監管方法及系統

有效

• 申請號: 202010535329.3
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111859444B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 張銳;王加貝;馬暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院信息工程研究所
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F21/60
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邵可聲

1.一種基于屬性加密的區塊鏈數據監管方法，適用于若干用戶、若干監管部門、至少一數據存儲中心及一可信數據處理中心組成的區塊鏈系統，其步驟包括：

1)可信數據處理中心根據監管需要為各用戶賦予不同監管策略類型的用戶標識，向監管部門提供屬性加密方案解密私鑰及門限解密方案的一私鑰份額，其中，可信數據處理中心通過以下步驟生成屬性加密方案解密私鑰：

1.1)選取一組非對稱的雙線性映射參數BP＝(G₁,G₂,G_T,e,p)，其中G₁,G₂,G_T為三個不同的群，p為這些群的素數階，e:G₁×G₂→G_T為非對稱的雙線性映射；

1.2)定義用戶屬性U及監管部門屬性為有限域Z_p中的元素；

1.3)隨機選取G₁的生成元(g,h,u,v,w)，G₂的生成元z，任意選取屬于有限域Z_p的隨機數α，計算e(g,z)^α；

1.4)將屬性加密方案公鑰PK＝(BP,g,h,u,v,w,z,e(g,z)^α)，屬性加密方案主私鑰為MSK＝α；

1.5)通過主私鑰MSK＝α以及合法的監管部門屬性隨機選取k+1個屬于Z_p的值r,r₁,…,r_k，計算部分密鑰K₀＝g^αw^r，k為監管部門數量；

1.6)執行模指數運算得到部分密鑰K₁＝z^r，對j＝1,…,k，分別計算部分密鑰K_j,2＝g^α和部分密鑰設置私鑰其中-r表示r在有限域Z_p中的加法逆元；

2)用戶存儲數據時，向可信數據處理中心提交用戶標識、存儲數據及用戶屬性，可信數據處理中心通過隨機生成的一會話密鑰加密存儲數據，得到密文數據，并根據用戶標識對應的監管策略類型，設置包含用戶屬性的屬性加密方案密文策略，其中通過以下步驟得到會話密鑰：

2.1)隨機從Z_p中選取隨機數s和y₂,…y_n，設置列向量計算隨機數s的共享列向量M是一個l行×n列的矩陣，每一行映射為一個屬性，T表示求轉置，表示將矩陣M和向量相乘；

2.2)從Z_p中選擇隨機數t₁,…,t_k，計算會話密鑰key＝e(g,z)^αs；

3)根據不同的屬性加密方案密文策略，使用屬性加密方案加密會話密鑰，得到包含屬性加密方案密文策略的第一會話密鑰密文，或分別使用屬性加密方案及門限解密方案加密會話密鑰，得到包含屬性加密方案密文策略的第一會話密鑰密文與第二會話密鑰密文；

4)將通過密文數據生成的密文數據哈希寫入區塊鏈，存儲第一會話密鑰密文、密文數據及相應的監管策略類型或第一會話密鑰密文、第二會話密鑰密文、密文數據及相應的監管策略類型至數據存儲中心；

5)進行數據監管時，監管部門獲取一存儲數據的密文數據哈希、第一會話密鑰密文、密文數據及相應的監管策略類型或第一會話密鑰密文、第二會話密鑰密文、密文數據及相應的監管策略類型，并使用密文數據哈希對密文數據進行驗證；

6)根據不同的監管策略類型，使用屬性加密方案解密私鑰解密第一會話密鑰密文得到會話密鑰，或設定數量的各監管部門使用各自的門限解密方案私鑰份額進行聯合解密，得到會話密鑰；

7)通過會話密鑰及密文數據，得到存儲數據。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，門限解密方案包括基于身份的門限解密方案、Paillier閾值加密方案、RSA門限解密或分布式RSA方案。