[發明專利]基于無證書的網絡編碼格環簽密方法

有效

• 申請號: 202110348372.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113079021B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 俞惠芳;王偉可;亓哲偉;劉意先
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08;H04L9/06
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

1.一種基于無證書的網絡編碼格環簽密方法，其特征在于它是由下述步驟組成：

A、系統初始化

(A1)密鑰生成中心選取安全參數n和素數q，按下式確定復雜度函數L：

其中n為安全參數，q為素數，n≥128，q至少為3，O(·)表示時間復雜度；

(A2)密鑰生成中心用陷門生成方法根據輸入的安全參數n、正整數m、素數q，輸出n行m列矩陣A和格基B：

AB＝0(mod q)，

其中m＞5n log q；

(A3)密鑰生成中心定義哈希函數H₁、H₂、H₃、H₄：

H₁:

H₂:{0,1}^*→{-1,0,1}^k

H₃:{0,1}ⁿ→keysp(n)

H₄:

其中keysp(n)表示密鑰空間，Π表示多次拋硬幣得到的隨機空間，{·}^*表示任意長度的信息，{·}^k表示長度為k的信息，{·}ⁿ表示長度為n的隨機數，k、n為有限的正整數，為q階整數域；

(A4)密鑰生成中心確定標準差σ和高斯參數s：

其中d、k、ω為有限的正整數；

(A5)密鑰生成中心公開系統參數

B、提取部分密鑰

(B1)密鑰生成中心確定哈希值P_i和部分公鑰Q_i：

P_i＝H₁(ID_i)

Q_i＝AP_i^-1

(B2)密鑰生成中心用格基委派方法根據輸入矩陣A、哈希值P_i、格基B、高斯參數s，輸出m行m列矩陣T_i；

(B3)密鑰生成中心用原像采樣法根據輸入部分公鑰Q_i、矩陣T_i、高斯參數s、用戶ID_i的哈希值P_i，輸出m行k列矩陣D_i作為部分私鑰，發送D_i給用戶，用戶通過下式驗證D_i：

Q_iD_i＝P_i，

C、生成密鑰

(C1)用戶ID_i從{-d,…,0,…,d}^m×k中選取秘密值C_i，確定私鑰S_i：

S_i＝D_i+C_i

其中C_i是m行k列的矩陣；

(C2)用戶ID_i確定公鑰R_i：

R_i＝Q_iC_i mod q，

(C3)用戶ID_i確定完整公鑰pk：

pk＝(Q_i,R_i)；

D、格上環簽密

(D1)對于任意的j∈{1,2,…,l}，簽密者ID_s隨機選取向量y_j：

其中l是環U中的成員個數，U＝{ID₁,ID₂,…,ID_l}，是高斯分布；

(D2)簽密者ID_s確定哈希值V₁：

其中表示消息向量，Q_j表示用戶ID_j的部分公鑰；

(D3)對于任意的j∈{1,2,…,l}，簽密者ID_s確定部分簽名z_j：

z_j＝y_j，j≠s

(D4)簽密者ID_s以概率輸出部分簽名z_s：

z_s＝S_sV₁+y_s，j＝s

其中M為常數，得到最終簽名φ：

φ＝(z₁,z₂,…z_l,V₁)

(D5)簽密者ID_s確定哈希值P_r、部分密文ε₁、部分密文ε₂、部分密文μ：

P_r＝H₁(ID_r)

ε₁＝Q_re₁(mod q)

其中Q_r、R_r是接收者公鑰，ID_r是接收方的身份信息，e₁、e₂、e₃分別是高斯分布中任意錯誤向量，τ是高斯分布中選取的隨機數，是加密方法，κ是對稱密鑰；

(D6)簽密者ID_s輸出密文c：

c＝(φ,ε₁,ε₂,μ)

E、組合

(E1)中間節點對接收到的消息向量進行隨機線性組合得到組合后的消息向量

其中β_j為全局編碼向量中的元素，β_j∈{β₁,β₂,…,β_γ}，γ為有限的正整數；

(E2)用戶ID_i生成組合密文

其中ρ為有限的正整數，l是環U中成員個數，為身份標識符，z_j為組合前的簽名；

F、解簽密

(F1)接收方ID_r獲得密文c后，用其私鑰S_r確定(τ₁',τ'₂,...,τ'_δ)：

(τ₁',τ'₂,...,τ'_δ)＝ε₂-ε₁S_r

其中δ＞n，對i＝1,2,...,δ，如果τ_i＝0，否則τ_i＝1；

(F2)接收方ID_r確定

τ＝(τ₁,τ₂,...,τ_δ)

其中是解密方法；

(F3)接收方ID_r確定驗證參數V'：

其中R_s是簽密者公鑰，如果并且V'＝V₁，密文有效，否則密文無效；

完成基于無證書的網絡編碼格環簽密方法。