專利名稱：：一種多讀者文檔加密和解密方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)加密和解密的方法，尤其涉及一種通過互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)完成多讀者授權(quán)文檔加、解密的方法。
背景技術(shù)：
：在一種數(shù)據(jù)加密、解密系統(tǒng)和方法(申請(qǐng)?zhí)?00710030135.2，申請(qǐng)人農(nóng)革)中提出了一個(gè)加密方案，該方案利用每個(gè)讀者的公鑰對(duì)文件密碼進(jìn)行加密，然后把加密后的密碼和讀者身份信息附在文件頭中。解密時(shí)根據(jù)文件頭中的讀者身份信息，通過網(wǎng)絡(luò)獲取該讀者的私鑰，再利用該私鑰解密文件頭中的文件密碼，然后用解密后的文件密碼對(duì)文件進(jìn)行解密。用該方案生成的文件，對(duì)每一個(gè)該文件的讀者，在文件頭中都包含了用該讀者的公鑰進(jìn)行加密后的文件密碼。假設(shè)每個(gè)讀者的授權(quán)信息需要m字節(jié)，存儲(chǔ)n個(gè)讀者的授權(quán)信息所需的空間為nm字節(jié)。在實(shí)際應(yīng)用中，為了使加密后的文件密碼被破解的難度增加，m的典型值為256到512個(gè)字節(jié)。不失一般性，假設(shè)m為256;如果n為1024，則授權(quán)信息至少需要256K字節(jié)以上。這樣就導(dǎo)致了該方案的一個(gè)缺點(diǎn)當(dāng)讀者數(shù)增加時(shí)，授權(quán)信息增長(zhǎng)過快、占用過多的存儲(chǔ)空間。
發(fā)明內(nèi)容本申請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)新型的文件加密和授權(quán)方案，有效克服上述所提方案的缺點(diǎn)。利用本發(fā)明生成的每個(gè)文件，其中包含的授權(quán)信息所需的存儲(chǔ)空間約為32n字節(jié)，其中n為讀者數(shù)。假設(shè)n為1024，本發(fā)明的方案只需要32K字節(jié)的空間來存儲(chǔ)加密文件的讀者授權(quán)信息。多讀者文檔加密和解密方法是基于一種加密和解密系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)接受用戶指令對(duì)文件進(jìn)行加密和解密、以及進(jìn)行公/私鑰管理的客戶端系統(tǒng)和一個(gè)從客戶端子系統(tǒng)處接受作業(yè)請(qǐng)求、執(zhí)行作業(yè)并返回作業(yè)結(jié)果的服務(wù)器系統(tǒng)，客戶端子系統(tǒng)和服務(wù)器子系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。客戶端系統(tǒng)的公/私鑰管理包括利用用戶的身份驗(yàn)證碼通過互聯(lián)網(wǎng)登錄遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)，并從用戶處接受指令，對(duì)存儲(chǔ)于遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)中的公、私鑰進(jìn)行更新、發(fā)布和檢索管理，還包括在本地生成公、私鑰，并將其存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)。服務(wù)器系統(tǒng)執(zhí)行的作業(yè)包括公/私鑰的生成、存儲(chǔ)、發(fā)布和管理，所述公鑰的發(fā)布信息的查閱，服務(wù)器還根據(jù)用戶的預(yù)先設(shè)置對(duì)來自不同用戶的査閱請(qǐng)求作出權(quán)限控制，根據(jù)用戶在服務(wù)器中所存儲(chǔ)的密鑰對(duì)作業(yè)中提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密、簽名和驗(yàn)證簽名。該方法加密過程為11)在所述客戶端，作者A把文件密碼Kb和一個(gè)隨機(jī)數(shù)S用作者的密鑰Kp進(jìn)行加密，獲取加密后的密碼數(shù)據(jù)X，并把X存儲(chǔ)于Fd的文件頭；12)把n個(gè)讀者按每組不多于g個(gè)讀者分為j組，對(duì)每組讀者重復(fù)步驟13)—14);13)用Ks對(duì)該組讀者的身份信息和X進(jìn)行簽名運(yùn)算，獲得該組讀者授權(quán)信息的簽名數(shù)據(jù)H;14)把該組讀者的身份信息和簽名數(shù)據(jù)H作為一個(gè)記錄，存儲(chǔ)于Fd的文件頭；15)把源文件Fs用Kb加密后獲得密文Y，然后把Y存儲(chǔ)于Fd的文件頭之后。該方法解密過程為21)在所述客戶端，讀者R查找Fd文件頭中所有讀者組，如果有讀者組包含R為讀者，則把該組的讀者身份信息、簽名數(shù)據(jù)和加密后的密碼數(shù)據(jù)X—起通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)往服務(wù)器請(qǐng)求解密；22)所述服務(wù)器收到解密請(qǐng)求后，根據(jù)該請(qǐng)求中的讀者身份信息和加密后的密碼數(shù)據(jù)X用作者的密鑰Kp驗(yàn)證讀者R是否屬于該讀者組；23)如果步驟2中驗(yàn)證簽名不通過，則拒絕該請(qǐng)求并退出，否則進(jìn)行下一步；24)用作者的密鑰Ks對(duì)X進(jìn)行解密，獲取加密Fs的密碼Kb;25)把Kb通過互聯(lián)網(wǎng)返回給提交請(qǐng)求的讀者R;26)讀者R用Kb把Fd解密還原為源文件Fs。上述整個(gè)加密文件Fd的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述每個(gè)讀者組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>利用本發(fā)明生成的每個(gè)文件，其中包含的授權(quán)信息所需的存儲(chǔ)空間約為32n字節(jié)，其中n為讀者數(shù)；假設(shè)n為1024，本發(fā)明的方案只需要32K字節(jié)的空間來存儲(chǔ)加密文件的讀者授權(quán)信息。而
背景技術(shù)：
中專利中的方案所需的256K字節(jié)相比，僅為其1/8，因而顯著提高了存儲(chǔ)效率，可用于對(duì)具有大讀者群的文件進(jìn)行加密授權(quán)。圖la為本方法的加密流程圖，圖lb為本方法的解密流程圖。圖2為本方法所基于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。如圖2所示，本發(fā)明所基于的系統(tǒng)基礎(chǔ)包括一個(gè)接受用戶指令對(duì)文件進(jìn)行加密和解密、以及進(jìn)行公/私鑰管理的客戶端系統(tǒng)和一個(gè)從客戶端子系統(tǒng)處接受作業(yè)請(qǐng)求、執(zhí)行作業(yè)并返回作業(yè)結(jié)果的服務(wù)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)的用戶通過客戶端來使用本系統(tǒng)所提供的文件加密解密服務(wù)，各客戶端和服務(wù)器之間通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。在下面的描述中，作者是制作該文件的用戶，而讀者是被作者授權(quán)可以解密該文件的用戶，每個(gè)文件的作者都是該文件的讀者。本方案中，每個(gè)作者都有屬于自己的一對(duì)密鑰Kp和Ks，這兩個(gè)密鑰可以相同，也可以不同，該對(duì)密鑰被用來對(duì)文件進(jìn)行加密、解密和讀者授權(quán)。如圖la所示，作者A把源文件Fs加密到一個(gè)有n個(gè)讀者的目的文件Fd的步驟如下1)在客戶端，作者A把文件密碼Kb和一個(gè)隨機(jī)數(shù)S用作者的密鑰Kp進(jìn)行加密，獲取加密后的密碼數(shù)據(jù)X，并把X存儲(chǔ)于Fd的文件頭。2)把n個(gè)讀者按每組不多于g個(gè)讀者分為j組，對(duì)每組讀者重復(fù)步驟3)—4)03)用Ks對(duì)該組讀者的身份信息和X進(jìn)行簽名運(yùn)算，獲得該組讀者授權(quán)信息的簽名數(shù)據(jù)H。4)把該組讀者的身份信息和簽名數(shù)據(jù)H作為一個(gè)記錄，存儲(chǔ)于Fd的文件頭。5)把源文件Fs用Kb加密后獲得密文Y，然后把Y存儲(chǔ)于Fd的文件頭之后。整個(gè)加密文件Fd的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如圖lb所示，讀者R試圖把一個(gè)加密文件Fd解密還原為源文件Fs的方法如下1)在客戶端，讀者R查找Fd文件頭中所有讀者組，如果有讀者組包含R為讀者，則把該組的數(shù)據(jù)(讀者身份信息、簽名數(shù)據(jù))和加密后的密碼數(shù)據(jù)X—起通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)往服務(wù)器請(qǐng)求解密；2)服務(wù)器收到解密請(qǐng)求后，根據(jù)該請(qǐng)求中的讀者身份信息和加密后的密碼數(shù)據(jù)X用作者的密鑰Kp驗(yàn)證讀者R是否屬于該讀者組；3)如果步驟2中驗(yàn)證簽名不通過，則拒絕該請(qǐng)求并退出，否則進(jìn)行下一步；4)用作者的密鑰Ks對(duì)X進(jìn)行解密，獲取加密Fs的密碼Kb;5)把Kb通過互聯(lián)網(wǎng)返回給提交請(qǐng)求的讀者R。6)讀者R用Kb把Fd解密還原為Fs。我們通過一個(gè)應(yīng)用例子來對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。假設(shè)用戶ul為作者，其要用密碼"abc"加密源文件Fs到目的文件Fd，并且授權(quán)用戶ul到u40可以解密Fd，即ul到u40為Fd的讀者。假設(shè)讀者以每16人為一組。以下為運(yùn)用本發(fā)明進(jìn)行加密和解密的具體過程。加密1.把文件密碼"abc"和一個(gè)隨機(jī)數(shù)"0811"用作者(用戶ul)的密鑰Kp進(jìn)行加密，獲取加密后的密碼數(shù)據(jù)X，并把X存儲(chǔ)于Fd的文件頭；2.把讀者ul到u40分成三組ul到u16、u17到u32、u33到u40;對(duì)每組執(zhí)行以下步驟3到4的操作；3.用作者的密鑰Ks對(duì)該組用戶的身份信息和X進(jìn)行簽名，獲得簽名數(shù)據(jù)H;4.把該組讀者的身份信息和簽名數(shù)據(jù)H作為一個(gè)記錄，存儲(chǔ)于Fd的文件頭；5.把文件Fs用密碼"abc"加密獲取密文，并把密文存儲(chǔ)于Fd的文件頭之后。解密假設(shè)讀者U2要解密文件Fd，其過程為1.查找Fd文件頭中所有讀者組，發(fā)現(xiàn)其本身包含于組l;2.把組1的數(shù)據(jù)(讀者ul到ul6身份信息、簽名數(shù)據(jù))和加密后的密碼數(shù)據(jù)X—起發(fā)往服務(wù)器請(qǐng)求解密；3.服務(wù)器收到解密請(qǐng)求后，根據(jù)該請(qǐng)求中的讀者身份信息和加密后的密碼數(shù)據(jù)X用作者ul的密鑰Kp驗(yàn)證讀者u2是否屬于該讀者組；4.步驟3中簽名通過驗(yàn)證，進(jìn)行下一步，否則退出；5.用作者的密鑰Ks對(duì)X進(jìn)行解密，獲取文件加密原密碼"abc";6.把"abc"返回給提交請(qǐng)求的讀者u2。6.讀者u2用"abc"來把Fd解密還原為Fs。假設(shè)非授權(quán)讀者u99試圖解密文件Fd，其過程為-l.查找文件頭中所有讀者組，發(fā)現(xiàn)其本身不包含于任何讀者組，退出。在以上例子中，如果u99在知道自己未獲授權(quán)的情況下仍然往服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，企圖欺騙服務(wù)器獲取文件解密密碼，則會(huì)進(jìn)入以下過程-1.假設(shè)u99選擇任一讀者組，不失一般性，假設(shè)為讀者組2，并把自己替換該組中的任一讀者，然后把修改后的該組數(shù)據(jù)(讀者身份信息、簽名數(shù)據(jù))和加密后的密碼數(shù)據(jù)X—起發(fā)往服務(wù)器請(qǐng)求解密；2.服務(wù)器收到解密請(qǐng)求后，根據(jù)該請(qǐng)求中的讀者身份信息和加密后的密碼數(shù)據(jù)X用作者的密鑰Kp驗(yàn)證讀者u2是否屬于該讀者組；3.步驟2中的簽名驗(yàn)證沒有通過，服務(wù)器拒絕該請(qǐng)求并退出。權(quán)利要求1、一種多讀者文檔加密和解密方法，它是基于一種加密和解密系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)接受用戶指令對(duì)文件進(jìn)行加密和解密、以及進(jìn)行公/私鑰管理的客戶端系統(tǒng)和一個(gè)從客戶端子系統(tǒng)處接受作業(yè)請(qǐng)求、執(zhí)行作業(yè)并返回作業(yè)結(jié)果的服務(wù)器系統(tǒng)，客戶端子系統(tǒng)和服務(wù)器子系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊客戶端系統(tǒng)的公/私鑰管理包括利用用戶的身份驗(yàn)證碼通過互聯(lián)網(wǎng)登錄遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)，并從用戶處接受指令，對(duì)存儲(chǔ)于遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)中的公、私鑰進(jìn)行更新、發(fā)布和檢索管理，還包括在本地生成公、私鑰，并將其存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)；服務(wù)器系統(tǒng)執(zhí)行的作業(yè)包括公/私鑰的生成、存儲(chǔ)、發(fā)布和管理，所述公鑰的發(fā)布信息的查閱，服務(wù)器還根據(jù)用戶的預(yù)先設(shè)置對(duì)來自不同用戶的查閱請(qǐng)求作出權(quán)限控制，根據(jù)用戶在服務(wù)器中所存儲(chǔ)的密鑰對(duì)作業(yè)中提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密、簽名和驗(yàn)證簽名，其特征在于，該方法加密過程為11)在所述客戶端，作者A把文件密碼Kb和一個(gè)隨機(jī)數(shù)S用作者的密鑰Kp進(jìn)行加密，獲取加密后的密碼數(shù)據(jù)X，并把X存儲(chǔ)于Fd的文件頭；12)把n個(gè)讀者按每組不多于g個(gè)讀者分為j組，對(duì)每組讀者重復(fù)步驟13)-14)；13)用Ks對(duì)該組讀者的身份信息和X進(jìn)行簽名運(yùn)算，獲得該組讀者授權(quán)信息的簽名數(shù)據(jù)H；14)把該組讀者的身份信息和簽名數(shù)據(jù)H作為一個(gè)記錄，存儲(chǔ)于Fd的文件頭；15)把源文件Fs用Kb加密后獲得密文Y，然后把Y存儲(chǔ)于Fd的文件頭之后；所述方法解密過程為21)在所述客戶端，讀者R查找Fd文件頭中所有讀者組，如果有讀者組包含R為讀者，則把該組的讀者身份信息、簽名數(shù)據(jù)和加密后的密碼數(shù)據(jù)X一起通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)往服務(wù)器請(qǐng)求解密；22)所述服務(wù)器收到解密請(qǐng)求后，根據(jù)該請(qǐng)求中的讀者身份信息、簽名數(shù)據(jù)和加密后的密碼數(shù)據(jù)X用作者的密鑰Kp驗(yàn)證讀者R是否屬于該讀者組；23)如果步驟2中驗(yàn)證簽名不通過，則拒絕該請(qǐng)求并退出，否則進(jìn)行下一步；24)用作者的密鑰Ks對(duì)X進(jìn)行解密，獲取加密Fs的密碼Kb；25)把Kb通過互聯(lián)網(wǎng)返回給提交請(qǐng)求的讀者R；26)讀者R用Kb把密文Y解密還原為源文件Fs。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多讀者文檔加密和解密方法，其特征在于，所述整個(gè)加密文件Fd的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為用作者的密鑰Kp加密讀者組l讀者組2讀者組j原文件Fs用KbKb和S后的密文X加密后的密文Y3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多讀者文檔加密和解密方法，其特征在于，所述每個(gè)讀者組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為讀者1身讀者2身讀者g身該讀者組的簽名數(shù)據(jù)H份信息份信息份信息全文摘要本發(fā)明公開了一種多讀者文檔加密和解密方法。加密過程作者首先在客戶端用密鑰Kp將文件密碼Kb和一個(gè)隨機(jī)數(shù)S加密得到密碼數(shù)據(jù)X，用密碼Kb將源文件Fs加密成密文Y，然后將所有讀者按照一定規(guī)律分組，利用密鑰Ks對(duì)每組讀者身份信息和X進(jìn)行簽名得到簽名數(shù)據(jù)H，最后將X、所有讀者組信息和Y分別存儲(chǔ)在加密文件Fd之中；解密過程讀者查找Fd文件頭所有讀者組信息，確認(rèn)自己為授權(quán)讀者，然后將X、自己所屬讀者組信息發(fā)往服務(wù)器請(qǐng)求解密，服務(wù)器利用作者的密鑰Kp驗(yàn)證該讀者信息，再利用密鑰Ks對(duì)X進(jìn)行解密，得到密碼Kb并返回給讀者，然后讀者利用Kb將Y解密還原為Fs。利用本發(fā)明不但可以對(duì)具有大讀者群的文件進(jìn)行加密授權(quán)，還顯著提高了存儲(chǔ)效率。文檔編號(hào)H04L9/08GK101409618SQ200810219339公開日2009年4月15日申請(qǐng)日期2008年11月24日優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日發(fā)明者革農(nóng)申請(qǐng)人:革農(nóng)