基于完全二叉樹(shù)的可撤銷(xiāo)的屬性加密方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于信息安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于完全二叉樹(shù)的可撤銷(xiāo)的屬性加 密方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著早期的模糊的基于身份加密方法的出現(xiàn)，基于屬性密碼學(xué)進(jìn)入人類(lèi)視線(xiàn)。在 現(xiàn)實(shí)中，用戶(hù)不僅僅擁有唯一的公鑰或者是身份，取而代之的是用戶(hù)對(duì)應(yīng)的屬性，比如說(shuō)姓 名、年齡、部門(mén)等，從而擴(kuò)寬基于屬性密碼系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，引起了研究人員的關(guān)注。
[0003] 撤銷(xiāo)作為公鑰加密領(lǐng)域中不可缺少的一種功能已被深入研究。隨著屬性加密的引 入和發(fā)展，研究可撤銷(xiāo)屬性的屬性加密方案更能滿(mǎn)足實(shí)際需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于完全二叉樹(shù)的可撤銷(xiāo)的屬性加密方法，解決了現(xiàn)有 技術(shù)中存在的屬性加密方法復(fù)雜度高，撤銷(xiāo)用戶(hù)信息不完全的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，基于完全二叉樹(shù)的可撤銷(xiāo)的屬性加密方法，其特征 在于，具體按照以下步驟實(shí)施：
[0006] 步驟1、系統(tǒng)參數(shù)初始化；
[0007] 步驟2、密鑰生成；
[0008] 步驟3、加密；
[0009] 步驟4、解密。
[0010] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0011] 步驟1具體按照以下步驟實(shí)施為：
[0012] 輸入安全參數(shù)X，隨機(jī)選擇aGZp，這里Zp= {0, 1，...，p_l}，用集合{1，2，...， m}表示屬性集合，其中m是系統(tǒng)中屬性的最大個(gè)數(shù)，用一個(gè)完全二叉樹(shù)中每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn) 表示一個(gè)用戶(hù)的唯一標(biāo)示符，定義系統(tǒng)中全體用戶(hù)集為U，根據(jù)系統(tǒng)命名規(guī)則將U轉(zhuǎn)化為 ￡=丨丨么…,M，其中乙表示全體用戶(hù)轉(zhuǎn)化成的全體葉子節(jié)點(diǎn)集，
[0013] 令尤是根據(jù)系統(tǒng)命名規(guī)則確定的二叉樹(shù)中節(jié)點(diǎn)集，對(duì)于每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)k￡，令 Patll(〇gZ，表示該葉子節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的路徑，針對(duì)部分標(biāo)記的葉子節(jié)點(diǎn)集￡：，設(shè)置覆 蓋節(jié)點(diǎn)Cover(L)是未被標(biāo)記的葉子節(jié)點(diǎn)的最小覆蓋集，定義覆蓋節(jié)點(diǎn)中最 大的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)是d，
[0014] 本方法撤銷(xiāo)的是用戶(hù)的唯一標(biāo)示符，對(duì)應(yīng)于撤銷(xiāo)的是二叉樹(shù)中的葉子節(jié)點(diǎn)，令Rt 表示t時(shí)刻的撤銷(xiāo)用戶(hù)身份列表，即Rt內(nèi)的元素是t時(shí)刻二叉樹(shù)的被撤銷(xiāo)的葉子節(jié)點(diǎn)，其 中 _.，
[0015] 對(duì)于每個(gè)屬性iG[l，m]，隨機(jī)選取81￡Zp，定義$ =#，隨機(jī)選擇d+1個(gè)數(shù)值 d h0,h，…，hdGZp，定義見(jiàn)=一如丨扯…，沿)，同時(shí)定義= >J<5/C和公共參數(shù)辨5 :
[0016] w, +\w.w, -vi/
-'vjvi^y，.，
[0017] 步驟2具體按照以下步驟實(shí)施：
[0018] 步驟（2. 1)、將訪(fǎng)問(wèn)策略通過(guò)線(xiàn)性秘密共享技術(shù)LSSS轉(zhuǎn)換為訪(fǎng)問(wèn)結(jié)構(gòu)（M，P)，其 中矩陣M是一個(gè)lXk的矩陣，Mi是矩陣M相應(yīng)的第i行，映射P將^映射到屬性P(i) 上；
[0019] 步驟（2. 2)、隨機(jī)選擇aa2使其滿(mǎn)足a=afa2，選取向量P= (apZ2，…，z4)T，' 其中z2，…，zkGZp，計(jì)算A,.=M,.?印e[1，…,/])，并隨機(jī)選擇〇0,,…,A) € ，對(duì)于二叉樹(shù)中 任意節(jié)點(diǎn)xe尤，隨機(jī)選取rxGZp與之對(duì)應(yīng)，從而輸出ID在（M,P)下的私鑰sklMMip)= (D〇D2,D3,D4):
[0020]
[0021] 步驟3具體按照以下步驟實(shí)施：
[0022] 步驟（3. 1)、隨機(jī)選擇sGZp，計(jì)算C'。=._V/k(g，g)"'，C(1)=gs，對(duì)于屬性集 叫中每個(gè)屬性iG?，計(jì)算Cp=7^ ;
[0023] 步驟（3. 2)、根據(jù)t時(shí)刻系統(tǒng)撤銷(xiāo)列表Rt，系統(tǒng)撤銷(xiāo)列表Rt表示t時(shí)刻被撤銷(xiāo)的用 戶(hù)身份的集合，尋找Cover(Rt)，滿(mǎn)足使Cover(Rt)是U\R的最小覆蓋，并計(jì)算Cover(Rt)的 覆蓋葉子節(jié)點(diǎn)：
[0024] .VeCovcr{R;}:C\l] =H(.v)' ?
[0025] 綜上輸出密文CT:
[0026] ，C⑴，{Cf)S_ 40ww)。
[0027] 步驟4具體按以下步驟實(shí)施：
[0028] 步驟（4. 1)、當(dāng)屬性集《滿(mǎn)足訪(fǎng)問(wèn)結(jié)構(gòu)（M，P)，用戶(hù)仍芒心該用戶(hù)實(shí)現(xiàn)解密，同 時(shí)定義I = U: p⑴e ?}，根據(jù)LSSS的重構(gòu)性，存在數(shù)組y i滿(mǎn)足2>/吣二G，L:
[0029] 步驟（4. 2)、因?yàn)檫\(yùn)美?則有xePath(ID)HCover(Rt)，計(jì)算：
[0030]
[0031]
[0032]存在穸=奶?=Kg，幻'…1 ? Kg,g)% = Kg，gV"，結(jié)合q =八心兄y''，成功解密 出消息^=7^。
[0033] 本發(fā)明的有益效果是，基于完全二叉樹(shù)的可撤銷(xiāo)的屬性加密方法，當(dāng)撤銷(xiāo)完全二 叉樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)時(shí)，用戶(hù)的全部信息就會(huì)被清除，使得撤銷(xiāo)過(guò)程的復(fù)雜度較低；方案的構(gòu)造 簡(jiǎn)單，代價(jià)小，在基于判定性雙線(xiàn)性Diffie-Hellman困難上證明了方法的安全性。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0035] 本發(fā)明基于完全二叉樹(shù)的可撤銷(xiāo)的屬性加密方法，具體按照以下步驟實(shí)施：
[0036] 步驟1、系統(tǒng)參數(shù)初始化：
[0037] 具體按照以下步驟實(shí)施為：
[0038] 輸入安全參數(shù)A，隨機(jī)選擇aGZp，這里Zp= {0, 1，...，p_l}，用集合{1，2，...，m}表示屬性集合，其中m是系統(tǒng)中屬性的最大個(gè)數(shù)，用一個(gè)完全二叉樹(shù)中每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn) 表示一個(gè)用戶(hù)的唯一標(biāo)示符，定義系統(tǒng)中全體用戶(hù)集為U，根據(jù)系統(tǒng)命名規(guī)則將U轉(zhuǎn)化為 ￡=丨1義…，W，其中表示全體用戶(hù)轉(zhuǎn)化成的全體葉子節(jié)點(diǎn)集，令;^是根據(jù)系統(tǒng)命名規(guī)則 確定的二叉樹(shù)中節(jié)點(diǎn)集，對(duì)于每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)ie￡，令!^.h(/)g;A：V表示該葉子節(jié)點(diǎn)到根節(jié) 點(diǎn)的路徑，針對(duì)部分標(biāo)記的葉子節(jié)點(diǎn)集,Le<C，.設(shè)置覆蓋節(jié)點(diǎn)Cover(L)是 未被標(biāo)記的葉子節(jié)點(diǎn)的最小覆蓋集，定義覆蓋節(jié)點(diǎn)中最大的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)是d，本方法撤銷(xiāo)的是 用戶(hù)的唯一標(biāo)示符，對(duì)應(yīng)于撤銷(xiāo)的是二叉樹(shù)中的葉子節(jié)點(diǎn)，令Rt表示t時(shí)刻的撤銷(xiāo)用戶(hù)身 份列表，即Rt內(nèi)的元素是t時(shí)刻二叉樹(shù)的被撤銷(xiāo)的葉子節(jié)點(diǎn)，其中尺0；&，對(duì)于每個(gè)屬性 iG[1，m]，隨機(jī)選取SiGZp，定義7:: =g'，隨機(jī)選擇d+1個(gè)數(shù)值h。，hi,. . .，hdGZp，定義 d 巧=/^￡{0,1,…，rf})，同時(shí)定義輸出主私鑰人仏X和公共參數(shù)即： 產(chǎn)〇
[0039]
[0040] 步驟2、密鑰生成：
[0041] 具體按照以下步驟實(shí)施：
[0042] 步驟（2. 1)、將訪(fǎng)問(wèn)策略通過(guò)線(xiàn)性秘密共享技術(shù)LSSS轉(zhuǎn)換為訪(fǎng)問(wèn)結(jié)構(gòu)（M，P)，其 中矩陣M是一個(gè)lXk的矩陣，Mi是矩陣M相應(yīng)的第i行，映射P將^映射到屬性P(i) 上；
[0043] 步驟（2. 2)、隨機(jī)選擇a a