【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及密碼學，尤其涉及一種可撤銷用戶的身份基加密方法。
技術介紹
1、1984年shamir等提出了身份基加密ibe的概念。2001年boneh等提出了第一個實用的身份基加密方案。在身份基加密中有系統管理員和用戶兩類實體，系統管理員生成系統主密鑰，利用系統主密鑰計算系統公鑰，系統管理員秘密保存系統主密鑰，公開系統公鑰。系統管理員根據每個用戶具有唯一的全局身份，利用系統主密鑰為用戶生成用戶私鑰，并秘密發送給用戶。發送者利用接收者的身份和系統公鑰加密消息，并將密文發送給接收者；接受者利用自己的私鑰可以成功解密密文，恢復消息。與傳統的公鑰加密相比，身份基加密不需要公鑰基礎設施，即用戶無需證明自己公鑰的有效性，大大提高了加密的效率。
2、當ibe系統中某個用戶的私鑰被盜取或者私鑰到期時，系統管理員需要一種能夠有效撤銷用戶的方法。針對這個問題，boneh等人通過周期性的更新用戶私鑰的方法來實現用戶撤銷。在他們的ibe方案[1]中，密文與用戶身份和加密時間有關，當有用戶被撤銷時，系統管理員為所有未撤銷用戶生成更新密鑰，并將該更新密鑰秘密發送給未撤銷用戶，從而實現用戶撤銷。然而，更新密鑰的工作量與用戶個數成線性關系，當用戶個數較多時，系統管理員的工作可能會構成系統的瓶頸。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種可撤銷用戶的身份基加密方法，為了解決密鑰更新時系統管理員的工作量過大的技術問題，將完全二叉樹的子集覆蓋技術引入到身份基加密中，通過合理的設計可以讓部分用戶共享更
2、本專利技術的專利技術思想為：本專利技術的方法中，系統管理員選擇系統主密鑰，計算并發布系統公鑰，設置并發布用戶撤銷列表、用戶列表和系統最新狀態；用戶提交身份給系統管理員，系統管理員構造一棵完全二叉樹，將每個用戶聯系到該二叉樹的一個葉子節點，得到從該葉子節點到根節點的路徑。針對該路徑中的每個節點，系統管理員為構造一個節點私鑰，路徑中的所有節點私鑰構成該用戶的用戶私鑰。本專利技術將所有時間分成若干個時間段，例如每天為一個時間段，每個時間段稱為一個周期，在每個周期末時刻t，系統管理員發布下一個周期的更新鑰。系統管理員利用撤銷列表得到所有撤銷用戶對應的二叉樹葉子節點集合，生成所有未撤銷用戶的葉子節點的覆蓋集合，使得所有未撤銷用戶有且僅有一個葉子節點或其祖先節點在覆蓋集合中，而撤銷用戶對應的葉子節點和其祖先節點都不在覆蓋集合中。針對該覆蓋集合中的每個節點，系統管理員利用系統主密鑰生成一個節點更新鑰，所有節點更新鑰構成系統更新密鑰，管理員公開系統更新密鑰，由覆蓋集合的構造方法可得，每個未撤銷用戶可以找到二叉樹中的一個節點，該用戶同時擁有該節點的用戶私鑰和系統更新鑰，這兩個密鑰構成未撤銷用戶t時刻的解密鑰。而撤銷用戶找不到二叉樹中的一個節點，使得該用戶同時擁有該節點的用戶私鑰和系統更新鑰，無法生成解密鑰。密文與接收者身份和時間有關，導致撤銷用戶無法解密密文。通過上述方法，系統管理員周期性的更新系統更新鑰，使得一些用戶可以共享系統更新鑰，從而減少了更新密鑰時系統管理員的工作量，提高了效率。
3、為了實現上述專利技術目的，本專利技術采用技術方案具體為：一種可撤銷用戶的身份基加密方法，包括以下步驟：
4、s10、系統初始化階段，系統管理員選擇一個安全參數，指定用戶最大個數和一個完全二叉樹，選擇系統主密鑰mk，計算并發布公共參pk，設置并發布用戶撤銷列表rl，用戶列表ul和系統最新狀態st；
5、s20、私鑰生成階段，用戶提交身份給系統管理員，系統管理員將該用戶指定到二叉樹中的一個葉子結點，得到從該葉子節點到二叉樹根節點的路徑上的所有節點；針對上述路徑上的每個節點，系統管理員利用系統主密鑰mk，計算用戶的一個節點私鑰，所有節點私鑰構成用戶的私鑰；系統管理員將用戶私鑰秘密發送給該用戶，并更新狀態st′；
6、s30、密鑰更新階段，在更新系統時間t，系統管理員根據撤銷列表rl和用戶列表ul，得到撤銷用戶對應二叉樹中葉子結點集合，利用完全二叉樹的子集覆蓋算法，得到未撤銷用戶覆蓋集合；針對覆蓋集合中的每個節點，系統管理員利用系統主密鑰計算一個節點私鑰，上述所有節點私鑰構成系統更新密鑰，系統管理員公開更新密鑰；
7、s40、解密密鑰生成階段，根據完全二叉樹的子集覆蓋算法，每個未撤銷用戶在自己的私鑰和系統更新鑰中可以找到兩個節點私鑰，使得這兩個節點私鑰具有公共的節點；用戶將這兩個節點私鑰作為自己的解密密鑰；
8、s50、加密階段，用戶ω'利用公共參數pk，用戶ω的身份對消息m和時間t進行加密，得到密文c，然后將密文發送給用戶ω；
9、s50、解密密階段，用戶ω接收到密文c后，如果用戶ω在時刻t未被撤銷，利用自己在時刻t的解密密鑰，得到消息m；否則，解密失敗；
10、s70、撤銷用戶階段，如果用戶ω在t時刻被撤銷，系統管理員該用戶添加到用戶撤銷列表rl，更新狀態'；
11、進一步地，所述步驟s10包括：
12、s101、系統管理員選擇安全參數κ，設置用戶的最大個數nmax，構造一棵高度為h的完全二叉樹bt，該二叉樹有2h-1個葉子節點，且滿足2h-1≥nmax，對該二叉樹中每個節點v∈bt，選擇一個隨機數av∈zp*，設置與該節點對應的一個函數fv(y)＝avy+1，并將每一個節點的二元組(v，fv(y))存儲到一個函數列表fl中；
13、s102、系統管理員首先生成素數p階循環群g，gt和雙線性映射e:g×g→gt，選擇一個生成元g∈g，選擇四個隨機數a1，a2，b1，b2∈zp*，計算將用戶列表ul和撤銷用戶列表rl都設為空集。
14、s103、系統管理員公開公共參撤銷列表rl和狀態st＝(bt，ul)，并秘密保存系統主密鑰mk＝(a1，a2，b1，b2，fl)；
15、進一步地，所述步驟s20包括：
16、s201、假定用戶擁有一個全局唯一的身份ω∈zp*，向系統管理員提交身份ω∈zp*，系統管理員在二叉樹bt中隨機選擇一個未指定的葉子節點u∈bt，將用戶身份ω映射到葉子節點u，并將(ω.u)存放到用戶列表ul，然后更新狀態st＝(bt，ul)；
17、s202、系統管理員遍歷從葉子節點u到根節點的路徑上的所有節點集合，記作path(u)，對于任意節點x∈path(u)，系統管理員檢索函數列表中節點x對應的函數fx(y)＝axy+1，選擇一個隨機數r1，x∈zp*，利用系統主密鑰計算得到用戶私鑰skω＝{(x，r1，x，dx)|x∈path(u)}，其中身份ω的用戶被指定到葉子節點u，path(u)是從葉子節點u到根節點的路徑上的所有節點集合，x是集合path(u)中的任意節點；
18、s203、系統管理員將用戶私鑰skω＝{(x，r1，x，dx)|x∈path(u)}秘密發送給用戶ω，更新狀態st；
19、進一步地本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟S10包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟S20包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟S30包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟S40包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟S50包括以下步驟：
7.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟S60包括以下步驟：
8.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟S70包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟s10包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟s20包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的可撤銷用戶的身份基加密方法，其特征在于，所述步驟s30包括以下步驟：
5.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王占君，馬海英，王林峰，薛蓮，韓旭，嚴冬梅，王德朝，
申請(專利權)人：南通大學，
類型：發明
國別省市：
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