[發(fā)明專利]一種面向云存儲(chǔ)的多機(jī)構(gòu)加權(quán)準(zhǔn)則加密方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010743443.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111953482B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉澤超;孫建國(guó);楊旸;喬雨晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08;H04L9/40;H04L67/1097
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種面向云存儲(chǔ)的多機(jī)構(gòu)加權(quán)準(zhǔn)則加密方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA運(yùn)行群生成算法得到群參數(shù)中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA為每個(gè)屬性機(jī)構(gòu)AA_θ生成全局身份標(biāo)識(shí)aid_θ，為用戶生成全局身份標(biāo)識(shí)gid，并建立系統(tǒng)公共參數(shù)pp；

其中，e表示映射g為群的生成元；p為群和群的階；n為由中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA設(shè)置的全局準(zhǔn)則域大小；t為由中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA設(shè)置的閾值，用戶至少需要與t個(gè)屬性機(jī)構(gòu)交互才能獲得密鑰；n_θ為屬性機(jī)構(gòu)的數(shù)量；為標(biāo)記集合，標(biāo)記集合中的元素從整數(shù)群中隨機(jī)選取得到，

步驟2：每個(gè)屬性機(jī)構(gòu)AA_θ分配得到主秘密的一部分α_θ，并利用公共參數(shù)pp計(jì)算自身的公鑰pk_θ與私鑰sk_θ；

步驟2.1：每個(gè)屬性機(jī)構(gòu)AA_θ隨機(jī)選擇t-1階多項(xiàng)式q_θ(x)，且多項(xiàng)式q_θ(x)滿足α_θ＝q_θ(0)；

步驟2.2：每個(gè)屬性機(jī)構(gòu)AA_θ生成n_θ個(gè)共享份額，其中包括自身的共享份額s_θθ＝q_θ(aid_θ)，以及為其他n_θ-1個(gè)屬性機(jī)構(gòu)生成的共享份額s_θξ＝q_θ(aid_ξ)，ξ＝1，2，…，θ-1，θ+1，…，n_θ；

步驟2.3：每個(gè)屬性機(jī)構(gòu)AA_θ將為其他n_θ-1個(gè)屬性機(jī)構(gòu)生成的共享份額s_θξ發(fā)送給對(duì)應(yīng)屬性機(jī)構(gòu)AA_ξ；

步驟2.4：每個(gè)屬性機(jī)構(gòu)AA_θ根據(jù)自身的共享份額s_θθ和接受到的來(lái)自其他屬性機(jī)構(gòu)的n_θ-1個(gè)共享份額s_ξθ＝q_ξ(aid_θ)生成私鑰sk_θ和公鑰pk_θ；

步驟3：中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA隨機(jī)選取t個(gè)屬性機(jī)構(gòu)交互，并構(gòu)建d_i階多項(xiàng)式P_i表示全局準(zhǔn)則域中的每一個(gè)準(zhǔn)則；中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA為系統(tǒng)生成公鑰PK；

其中，為中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA隨機(jī)選取的隨機(jī)數(shù)；θ_b為中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA隨機(jī)選取的屬性機(jī)構(gòu)的索引，θ_b∈{1，2，…，n_θ}，b＝1，2，…，t；d_i為全局準(zhǔn)則域中第i個(gè)準(zhǔn)則中包含的屬性數(shù)量；為中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA隨機(jī)選取的d_i+1個(gè)隨機(jī)數(shù)，{h₁，…，h_n}為中央授權(quán)機(jī)構(gòu)CA從群中隨機(jī)選取的n個(gè)隨機(jī)數(shù)，

步驟4：數(shù)據(jù)擁有者指定加密消息m與訪問(wèn)策略(M，ρ)，其中M為l×n的矩陣，函數(shù)ρ將矩陣M中的第η行映射為準(zhǔn)則ρ(η)，η＝1，2，…，l；

步驟5：加密者選擇要分享的秘密s，并輸出密文CT；

步驟5.1：加密者隨機(jī)選擇元素構(gòu)建向量并為訪問(wèn)策略(M，ρ)中的每個(gè)準(zhǔn)則指定權(quán)重，構(gòu)建向量表示要分享的秘密；π為訪問(wèn)策略中不重復(fù)的準(zhǔn)則數(shù)量；

步驟5.2：加密者設(shè)定累計(jì)權(quán)重閾值τ，構(gòu)建訪問(wèn)策略中累計(jì)權(quán)重超過(guò)閾值τ的準(zhǔn)則的所有組合的集合σ表示集合T中元素的索引，σ＝1，2，…，len(T)；為集合T中第σ個(gè)組合中第j個(gè)元素對(duì)應(yīng)于訪問(wèn)策略中準(zhǔn)則的索引；μ_η表示訪問(wèn)策略中累計(jì)權(quán)重超過(guò)閾值τ的準(zhǔn)則組合的最大長(zhǎng)度；j＝1，2，…，μ_η；

步驟5.3：加密者輸出密文CT；

C⁽¹⁾＝m·e(g，g)^αs

C⁽²⁾＝g^s

其中，M_η為由矩陣M中第η行元素構(gòu)成的向量；

步驟6：用戶gid向云服務(wù)器發(fā)送訪問(wèn)加密數(shù)據(jù)請(qǐng)求，經(jīng)過(guò)允許后，將密文CT加載至本地；用戶gid向t個(gè)屬性機(jī)構(gòu)發(fā)送密鑰生成請(qǐng)求，并獲取t個(gè)屬性機(jī)構(gòu)返回的私鑰用戶在本地進(jìn)行密鑰重構(gòu)操作，得到用戶密鑰SK_gid；

L＝g^u

其中，θ_c為用戶gid隨機(jī)選取的屬性機(jī)構(gòu)的索引，θ_c∈{1，2，…，n_θ}，c＝1，2，…，t；C_gid為用戶gid滿足的所有準(zhǔn)則的集合；P_x為集合C_gid中第x個(gè)準(zhǔn)則對(duì)應(yīng)于全局準(zhǔn)則域中準(zhǔn)則的索引，x＝1，…，len(C_gid)；為從全局準(zhǔn)則域中的第P_x個(gè)準(zhǔn)則中隨機(jī)選取的屬性；S為集合P＝{P_x}_{x＝1，…，len}(c_gid)中元素所有組合的集合；為集合S中第γ個(gè)組合中第f個(gè)元素對(duì)應(yīng)于全局準(zhǔn)則域中準(zhǔn)則的索引；v_γ表示集合S中元素對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)則組合的最大長(zhǎng)度；f＝1，2，…，v_γ；為屬性機(jī)構(gòu)選擇的隨機(jī)數(shù)；

步驟7：用戶gid根據(jù)數(shù)據(jù)擁有者指定的訪問(wèn)策略(M，ρ)，利用系統(tǒng)公共參數(shù)pp及用戶密鑰SK_gid解密密文CT；

步驟7.1：構(gòu)建索引集合I＝{I_η}，集合I中的元素I_η滿足ρ(I_η)∈C_gid，若不存在滿足ρ(I_η)∈C_gid，則判斷用戶的準(zhǔn)則不滿足數(shù)據(jù)擁有者指定的訪問(wèn)策略，停止計(jì)算并返回錯(cuò)誤消息；

步驟7.2：計(jì)算向量根據(jù)索引集合I＝{I_η}中元素的值，選擇向量中對(duì)應(yīng)索引值為I_η的元素，構(gòu)建集合

步驟7.3：從集合S中篩選出所有滿足數(shù)據(jù)擁有者指定訪問(wèn)策略(M，ρ)的元素，構(gòu)建集合S_C＝M；

步驟7.4：獲取集合T和集合S的交集W，W＝{T∩S_C＝M}；若集合T和集合S_C＝M的交集為空集，則停止計(jì)算并返回錯(cuò)誤消息；

步驟7.5：計(jì)算數(shù)據(jù)擁有者指定加密消息m的明文；

m＝C⁽¹⁾·e(g，g)^asu/Ｊ

其中，w為集合W中的元素，w_T為元素w對(duì)應(yīng)的集合T中元素的索引；w_S為元素w對(duì)應(yīng)的集合S_C＝M中元素的索引。