利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021106941526
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述方法包含以下步骤:

步骤A、根据安全参数,密钥生成中心生成系统的全局公开参数集和主密钥;

步骤B、根据系统的全局公开参数集,协助者生成自己的公私钥;

步骤C、根据系统的全局公开参数集、系统的主密钥和接收者的身份标识,密钥生成中心生成接收者的部分私钥;

步骤D、根据系统的全局公开参数集和接收者的身份标识,接收者生成自己的秘密值;

步骤E、根据系统的全局公开参数集、接收者的部分私钥和秘密值,接收者生成自己的初始私钥;

步骤F、根据系统的全局公开参数集、接收者的秘密值、初始私钥和协助者公钥,接收者生成自己的公钥;

步骤G、根据系统的全局公开参数集、协助者的私钥、接收者的身份标识和当前时间周期标识,协助者生成当前时间周期的更新密钥;

步骤H、根据系统的全局公开参数集、当前时间周期标识、当前时间周期的更新密钥和接收者前一时间周期的私钥,接收者生成自己当前时间周期的私钥;

步骤I、根据系统的全局公开参数集、接收者的身份标识、当前时间周期标识、接收者的公钥和一个与待发送数据密文相关联的关键字,发送者生成索引密文,并将其附加在数据密文后构成可搜索密文;

步骤J、根据系统的全局公开参数集、接收者的身份标识、接收者当前时间周期的私钥和待搜索的关键字,接收者生成搜索令牌;

步骤K、根据系统的全局公开参数集、索引密文和搜索令牌,密文存储服务器测试索引密文和搜索令牌是否包含相同的关键字,若相同,密文存储服务器将索引密文关联的数据密文发送给接收者;否则,密文存储服务器忽略该密文。

2.根据权利要求1所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤A的详细步骤如下:

+

步骤A.1、系统参数生成中心根据安全参数λ∈Z生成一个λ比特的素数q,一个q阶椭圆+ +

曲线群G以及系统的最大时间周期N∈Z,其中Z为正整数集合;

步骤A.2、从椭圆曲线群G中选择一个生成元P,并随机选择选择一个整数 计算系统的主公钥Ppub=sP,其中,集合步骤A.3、定义四个哈希函数

*

其中,H1是{0,1}

* + * +

到集合 的哈希函数,H2是{0,1} 与正整数集合Z 的笛卡尔积{0,1}×Z到集合 的哈希* *

函数,H3是{0,1}到集合 的哈希函数,H4是加法循环群G到集合 的哈希函数,{0,1} 是长度不固定的二进制符号串的集合;

步骤A.4、生成系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4}和主秘密钥msk=s。

3.根据权利要求2所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤B的详细步骤如下:根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},协助者在集合 中随机选择自己的私钥HK=v,并计算自己的公钥PKhelper=vP。

4.根据权利要求3所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤C的详细步骤如下:根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},系统的主秘密钥msk=s和接收者的身份标识ID,密钥生成中心生成接收者的部分私钥DID=sH1(ID),其中H1(ID)为哈希函数H1输出的身份标识ID的哈希值。

5.根据权利要求4所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤D的详细步骤如下:根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4}和接收者的身份标识ID,接收者在集合 中随机选择自己的秘密值sID。

6.根据权利要求5所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤E的详细步骤如下:

步骤E.1、根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},接收者的部分私钥DID=sH1(ID)和秘密值sID,接收者计算自己初始私钥的第一部分SK0,1=sID+sH1(ID);

步骤E.2、接收者在集合 中随机选择一个整数 置自己初始私钥的第二部分SK0,2=y;

步骤E.3、接收者组合SK0,1和SK0,2作为自己的初始私钥SKID,0,即接收者的初始私钥SKID,0=(SK0,1,SK0,2)由SK0,1和SK0,2两个部分构成。

7.根据权利要求6所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤F的详细步骤如下:

步骤F.1、根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},接收者的秘密值sID,接收者的初始私钥SKID,0=(sID+sH1(ID),y)和协助者的公钥PKhelper=vP,接收者分别计算公钥的第一部分PK1=sIDP和第二部分PK2=yP,并置公钥的第三部分PK3=PKhelper;

步骤F.2、接收者组合PK1、PK2和PK3作为自己的公钥,即接收者的公钥PKID=(PK1,PK2,PK3)由PK1、PK2和PK3三个部分构成。

8.根据权利要求7所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤G的详细步骤如下:根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},协助者的私钥HK=v,接收者的身份标识ID和当前时间周期标识i∈{1,2,K,N},若当前时间周期标识为1,协助者生成当前时间周期的更新密钥UKID,1=vH2(ID,1);否则,协助者生成当前时间周期的更新密钥UKID,i=vH2(ID,i)‑vH2(ID,i‑1),其中H2(ID,i)为哈希函数H2输出的身份标识ID和当前时间周期标识i级联的哈希值,H2(ID,i‑1)为哈希函数H2输出的身份标识ID和时间周期标识i‑1级联的哈希值。

9.根据权利要求8所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤H的详细步骤如下:

步骤H.1、根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},当前时间周期标识i∈{1,2,K,N},当前时间周期的更新密钥UKID,i和接收者前一时间周期的私钥SKID,i‑1=(SKi‑1,1,SKi‑1,2),接收者计算自己当前时间周期的私钥的第一部分SKi,1=SKi–1,1+UKID,i;

步骤H.2、接收者置自己当前时间周期的私钥的第二部分SKi,2=SKi‑1,2;

步骤H.3、接收者组合SKi,1和SKi,2作为自己当前时间周期的私钥SKID,i,即接收者当前时间周期的私钥SKID,i=(SKi,1,SKi,2)由SKi,1和SKi,2两个部分构成。

10.根据权利要求9所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤I的详细步骤如下:

步骤I.1、根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},接收者的身份标识ID、当前时间周期标识i∈{1,2,K,N}、接收者的公钥PKID和一个与待发送数据密文相关联的关键字w,发送者随机选择一个整数 计算索引密文的第一部分C1=rP;

步骤I.2、发送者计算索引密文的第二部分C2=H4(rH3(w)(PK1+PK2+H1(ID)Ppub+H2(ID,i)PK3),其中H3(w)为哈希函数H3输出的关键字w的哈希值;

步骤I.3、发送者组合Ci,1和Ci,2生成索引密文Ci,w,即索引密文Ci,w=(Ci,1,Ci,2)由Ci,1和Ci,2两个部分构成,然后将之附加在数据密文上发送给密文存储服务器。

11.根据权利要求10所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤J的详细步骤如下:根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},接收者的身份标识ID、接收者当前时间周期的私钥SKID,i=(SKi,1,SKi,2)和待搜索的关键字w′,接收者计算搜索令牌Tw′=(SKi,1+SKi,2)H3(w′),然后将之发送给密文存储服务器,其中H3(w′)为哈希函数H3输出的关键字w′的哈希值。

12.根据权利要求11所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密方法,其特征在于,所述步骤K的详细步骤如下:根据系统的全局公开参数集prms={q,G,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},索引密文Ci,w=(Ci,1,Ci,2)和搜索令牌Tw′,密文存储服务器验证等式Ci,2=H4(Tw′Ci,1)是否成立,如果等式成立,即索引密文和搜索令牌包含相同的关键字,密文存储服务器将索引密文Ci,w对应的数据密文发送给接收者;否则,密文存储服务器忽略该密文。

13.基于权利要求1所述的一种搜索令牌限时撤销的无证书可搜索公钥加密系统,其特征在于,包括系统初始化模块、协助者公私钥生成模块、接收者部分私钥生成模块、接收者秘密值生成模块、接收者初始私钥生成模块、接收者公钥生成模块、更新密钥生成模块、接收者私钥更新模块、索引密文生成模块、搜索令牌生成模块和匹配测试模块:系统参数生成模块,用于根据输入的安全参数生成系统的全局公开参数集和主密钥;

协助者公私钥生成模块,用于根据所述系统的全局公开参数集,协助者生成自己的公私钥;

接收者部分私钥生成模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、系统的主密钥和接收者的身份标识,密钥生成中心生成接收者的部分私钥;

接收者秘密值生成模块,根据系统的全局公开参数集和接收者的身份标识,接收者生成自己的秘密值;

接收者初始私钥生成模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、接收者的部分私钥和秘密值,接收者生成自己的初始私钥;

接收者公钥生成模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、接收者的秘密值、初始私钥和协助者的公钥,接收者生成自己的公钥;

更新密钥生成模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、协助者的私钥、接收者的身份标识和当前时间周期标识,协助者生成当前时间周期的更新密钥;

接收者私钥更新模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、当前时间周期标识、当前时间周期的更新密钥和接收者前一时间周期的私钥,接收者生成自己当前时间周期的私钥;

索引密文生成模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、接收者的身份标识、当前时间周期标识、接收者的公钥和一个与待发送数据密文相关联的关键字,发送者生成索引密文,并将之附加在数据密文后构成可搜索密文;

搜索令牌生成模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、接收者的身份标识、接收者当前时间周期的私钥和待搜索的关键字,接收者生成搜索令牌;

匹配测试模块,用于根据所述系统的全局公开参数集、索引密文和搜索令牌,密文存储服务器测试索引密文和搜索令牌是否包含相同的关键字;若相同,密文存储服务器将索引密文关联的数据密文发送给接收者;否则,密文存储服务器忽略该密文。