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专利号: 2019102747229
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于异构系统的可否认认证的加密方法,其特征是,发送者处于基于身份环境,接收者处于公钥基础设施环境,所述加密方法包括以下步骤:

1):设置系统参数完成系统初始化,所述系统参数包括安全参数、素数阶、生成元、加法群、乘法群、主公钥、主私钥、双线性映射和哈希函数;

2):基于身份环境的私钥生成中心PKG根据发送者提交的身份信息IDs确定发送者的公钥QIDS,并根据该公钥QIDS计算发送者的私钥SIDS;

3):基于公钥基础设施环境的接收者选择其私钥xr,并生成其公钥pkr;

4):发送者根据系统预先设置的主公钥Ppub和接收者的公钥pkr,通过双线性对以及哈希函数运算生成对称密钥K,并且生成内部状态信息ω;

5):发送者根据对称密钥K、内部状态信息ω、标签τ和消息m,通过异或、哈希函数、点乘、点加和双线性对运算执行加密过程;

6):接收者根据封装密文c、标签τ、发送者的身份信息IDs、主公钥Ppub以及接收者的私钥xr,通过双线性对、哈希函数、点乘和异或运算执行解密过程,若验证通过,则输出对称密钥并恢复出消息,否则拒绝该用户发送的对称密钥。

2.根据权利要求1所述的加密方法,其特征是,所述系统参数包括:安全参数k、双线性映射群(G1,G2)、双线性映射群(G1,G2)的阶q、群G1的生成元P、双线性映射e:G1×G1→G2、主私钥s且 表示阶为q的整数群除去0元素,主公钥Ppub且Ppub=sP,以及三个函数H1、H2和H3,系统参数表示为:{G1,G2,e,n,k,q,P,Ppub,H1,H2,H3}。

3.根据权利要求2所述的加密方法,其特征是,三个哈希函数的表达式如下:H1:{0,1}*→G1,

H2:G2→{0,1}n,

H3:

其中n表示密钥长度,并且q≥2k。

4.根据权利要求1所述的加密方法,其特征是,步骤2)的具体方法为:

2-1)基于身份环境的发送者把它的身份信息IDs发送给其私钥生成中心PKG;

2-2)私钥生成中心PKG计算身份信息IDs的哈希值并将其作为发送者的公钥QIDS,表达式为:QIDS=H1(IDs),

并根据发送者的公钥QIDS和主私钥s计算发送者的私钥SIDS,表达式为:SIDS=sQIDS;

2-3)私钥生成中心PKG将发送者的私钥SIDS发送给发送者。

5.根据权利要求1所述的加密方法,其特征是,步骤3)的具体方法为:

3-1)基于公钥基础设施环境的接收者选择一个随机数xr作为它的私钥, 其中表示阶为q的整数群除去0元素,q为双线性映射群(G1,G2)的阶;

3-2)接收者计算其相应的公钥pkr,pkr=xrP,P为加法群G1的生成元。

6.根据权利要求1所述的加密方法,其特征是,步骤4)的方法如下:

4-1)发送者选择随机数r, 其中 表示阶为q的整数群除去0元素,q为双线性映射群(G1,G2)的阶,计算中间变量t,t=e(Ppub,pkr)r;

4-2)输出对称密钥K=H2(t)和内部状态信息ω,表达式为:ω=(r,t,SIDS,IDs,pkr)。

7.根据权利要求6所述的加密方法,其特征是,步骤5)的加密步骤如下:

5-1)对消息m和对称密钥K进行数据封装机制DEM得到封装后的封装密文c,表达式如下:c=DEMK(m);

5-2)根据封装密文c、标签τ以及双线性对t采用哈希函数计算哈希值h,表达式如下:h=H3(c,τ,t);

5-3)计算承诺S,表达式如下:

S=hSIDS+rPpub;

5-4)根据承诺S与接收者公钥pkr计算双线性对T,表达式如下:T=e(S,pkr);

5-5)根据发送者的公钥QIDS计算签名V,表达式如下:V=hQIDS;

5-6)输出密文σ,表达式为:σ=(c,T,V)。

8.根据权利要求7所述的加密方法,其特征是,步骤6)的解密步骤如下:

6-1)计算双线性对T除以签名V与接收者私钥和主公钥Ppub乘积的双线性对得到双线性对t’,表达式为:t’=T/e(V,xrPpub);

6-2)计算封装密文c、标签τ、双线性对t的哈希值h’,表达式为:h’=H3(c,τ,t’);

6-3)如果V=h’QIDS,输出对称密钥K=H2(t)并计算m=DEMK(c);否则输出错误符号。

9.一种基于异构系统的可否认认证的加密系统,其特征是,发送者处于基于身份环境,接收者处于公钥基础设施环境,所述加密系统包括以下步骤:系统初始化模块,用于设置系统参数完成系统初始化;

发送者私钥及公钥生成模块,用于基于身份环境的私钥生成中心PKG采用哈希函数计算发送者身份信息IDs的哈希值获得发送者的公钥QIDS,并根据该公钥QIDS计算发送者的私钥SIDS;

接收者私钥公钥生成模块,用于基于公钥基础设施环境的接收者生成其私钥xr和公钥pkr;

对称密钥及内部状态信息生成模块,用于发送者根据系统预先设置的主公钥Ppub和接收者的公钥pkr通过双线性对以及哈希函数运算生成对称密钥K,以及生成内部状态信息ω;

加密模块,用于发送者根据对称密钥K、内部状态信息ω、标签τ和消息m,通过异或、哈希函数、点乘、点加和双线性对运算执行加密过程;

解密模块:接收者根据封装密文c、标签τ、发送者的身份信息IDs、主公钥Ppub以及接收者的私钥xr通过双线性对、哈希函数、点乘和异或运算执行解密过程,若验证通过,则输出对称密钥并恢复出消息,否则拒绝该对称密钥。