[發明專利]適用于UAANET的無證書的無雙線性對的廣播簽密方法

有效

• 申請號: 202110094608.5
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112910655B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 夏春和;李文超;張小玉;蔣昌楠;殷康龍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 冀學軍

1.一種適用于UAANET的無證書的無雙線性對的廣播簽密方法，其特征在于：地面控制站GCS對明文m的無證書的無雙線性對廣播簽密CBS包括有下列步驟；

簽密步驟一，初始化；

步驟101，設置安全參數，記為k；選擇大素數q，選擇一個元素g∈G作為生成元；

大素數q是有限循環群G的階數；有限循環群G中的生成元為g；Z_q是以q為模的剩余類環，是Z_q中所有對模乘可逆元構成的集合，也是隨機元素空間；

步驟102，設置主密鑰，記為ss；主公鑰，記為PK_pub，主公鑰的生成元為g^ss，即PK_pub＝g^ss；

步驟103，設置了四種哈希函數；

第一種哈希函數，記為H₁，且

第二種哈希函數，記為H₂，且

第三種哈希函數，記為H₃，且

第四種哈希函數，記為H₄，且

其中，{0,1}^σ是任意長度的比特字符串的集合，σ為比特字符串的長度；

步驟104，輸出全局公共參數，記為par，且par＝q,G,g,PK_pub,H₁,H₂,H₃,H₄；

簽密步驟二，部分密鑰提??；

步驟201，接收全局公共參數par＝q,G,g,PK_pub,H₁,H₂,H₃,H₄；

步驟202，從中隨機選取一個元素應用于地面控制站GCS時，記為第一個隨機元素x_GCS；在地面控制站GCS中計算生成元的過渡值，記為K_1-GCS，且計算地面－雜湊值K_2-GCS，且K_2-GCS＝H₁(GCS,K_1-GCS)，其中，GCS表示地面控制站的標識；

步驟203，利用主密鑰ss生成地面控制站GCS的第一個私鑰，記為sek_1-GCS，且sek_1-GCS＝x_GCS+ss·K_2-GCS；

步驟204，從中隨機選取一個元素應用于地面控制站GCS時，記為第二個隨機元素α_GCS；在地面控制站GCS中計算第二個私鑰，記為sek_2-GCS，且

所述第二個隨機元素α_GCS是除第一個隨機元素x_GCS以外的元素；

簽密步驟三，選取秘密值；

步驟301，從中隨機選取一個元素應用于地面控制站GCS時，記為第三個隨機元素β_GCS；

所述的第三個隨機元素β_GCS是除所述第二個隨機元素α_GCS和第一個隨機元素x_GCS以外的元素；

步驟302，將第二個隨機元素α_GCS作為第一個秘密值sok₁應用于地面控制站GCS時，記為地面－第一個秘鑰值sok_1-GCS；

步驟303，將第三個隨機元素β_GCS作為第二個秘密值sok₂應用于地面控制站GCS時，記為地面－第二個秘鑰值sok_2-GCS；

簽密步驟四，設置公鑰；

步驟401，利用sok_2-GCS生成公鑰，記為K_3-GCS，且在地面控制站中以β_GCS的公鑰生成元為

步驟402，地面控制站GCS生成的完整公鑰，記為PK_GCS，且地面－完整公鑰

簽密步驟五，設置完整私鑰；

地面控制站GCS將隨機元素x_GCS、第一個私鑰sek_1-GCS、第二個私鑰地面－第一個秘密值sok_1-GCS和地面－第二個秘密值sok_2-GCS組合為地面－完整私鑰，記為SK_GCS，且SK_GCS＝(x_GCS,sek_1-GCS,sek_2-GCS,sok_1-GCS,sok_2-GCS)；

簽密步驟六，明文簽密處理；

步驟601，輸入明文，記為m；

步驟602，輸入簇首無人機集合信息；

在無人機自組織網絡中第一個自組織網絡，記為DH₁；所述DH₁中存在的多個無人機采用集合形式表示為從中選取出的簇首無人機，記為

在無人機自組織網絡中，第二個自組織網絡，記為DH₂；所述DH₂中存在的多個無人機采用集合形式表示為從UAV^DH2 中選取出的簇首無人機，記為

在無人機自組織網絡中，第i個自組織網絡，記為DH_i；所述DH_i中存在的多個無人機采用集合形式表示為從中選取出的簇首無人機，記為

在無人機自組織網絡中，第j個自組織網絡，記為DH_j；所述DH_j中存在的多個無人機采用集合形式表示為從中選取出的簇首無人機，記為

在無人機自組織網絡中，最后一個自組織網絡，記為DH_n；所述DH_n中存在的多個無人機采用集合形式表示為從中選取出的簇首無人機，記為AUA V表示簇首無人機集；

步驟603，利用第一哈希函數H₁計算簇首無人機中的各個簇首無人機的身份－雜湊值，分別記為

為屬于的雜湊值；

為屬于的雜湊值；

為屬于的雜湊值；

為屬于的雜湊值；

為屬于的雜湊值；

統計各個簇首無人機的身份－雜湊值，記為身份－雜湊值集為了方便說明，利用第一哈希函數H₁計算得到的任意一個簇首無人機的身份－雜湊值，記為U_uavn；

步驟604，輸入地面－完整私鑰SK_GCS＝(x_GCS,sek_1-GCS,sek_2-GCS,sok_1-GCS,sok_2-GCS)；

輸入地面－完整公鑰

步驟605，輸入簇首無人機－完整公鑰

步驟606，從中隨機選取兩個元素，記為第一個待加密元素r₁，第二個待加密元素r₂；所述r₁與所述r₂為不同元素；

計算第一加密過渡值，記為

計算第二加密過渡值，記為

計算第三加密過渡值，記為第二個待加密元素r₂的生成元為

計算第四加密過渡值，記為y，且

步驟607，計算第五加密過渡值，記為F_uavn(U_uavn)，且

i為簇首無人機的標記；

j為簇首無人機的標記；

n為簇首無人機的標記；

為連乘元素；

u為測試指標；

u_i為簇首無人機的測試指標；

u_j為簇首無人機的測試指標；

步驟608，計算第六加密過渡值F(W)，且F(W)＝b₀+b₁U_uavn+b₂(U_uavn)²+…+b_n(U_uavn)ⁿ；

b₀表示常數項；

b₁U_uavn表示一次項，b₁為一次項系數；

b₂(U_uavn)²表示二次項，b₂為二次項系數；

b_n(U_uavn)ⁿ表示n次項，b_n為n次項系數；n就是簇首無人機的總臺數；

步驟609，將b₀+b₁U_uavn+b₂(U_uavn)²+…+b_n(U_uavn)ⁿ中項系數b₀,b₁,b₂,…,b_n賦值給簽密密文，構成第三部分簽密密文，記為C₃，且C₃＝{b₀,b₁,b₂,…,b_n}；

步驟610，將基于第一個待加密元素r₁的生成元賦值給簽密密文，構成第二部分簽密密文，記為C₂；

步驟611，計算通信雜湊值，記為e，且e＝H₄(CI,C₃,GCS,uavn,K_1-GCS)，其中，GCS表示地面控制站的標識；uavn表示簇首無人機的標識；

步驟612，計算第七加密過渡值，記為v，且v＝(e·sek_1-GCS+e·sok_1-GCS)+r₁；

步驟613，將通信信息CI賦值給簽密密文，構成第一部分簽密密文，記為C₁，且

步驟614，組合第一部分簽密密文C₁、第二部分簽密密文C₂和第三部分簽密密文C₃，形成了簽密密文CC，且CC{C₁,C₂,C₃}。