专利名称：网络信息广播的加密解密方法
技术领域：
本发明涉及保障网络信息安全的方法，尤其涉及一种保障网络信息广播中的信息安全的方法。
背景技术：
近几年来互联网以及通信网在全球范围内得到了迅猛的的发展，它对人类社会的生活方式产生了极大的影响和改变，而随之而来的网络信息安全问题就显得越来越重要，特别是对组播和广播信息的安全需要更有效的保护手段。广播信息的加密方法一直是人们研究的热点。
加密方法主要有两种对称加密算法和非对称加密算法。对称加密算法只有一个密钥，加密和解密计算量小，但密钥的管理比较复杂，因为通信的双方都有密钥。非对称加密算法有两个钥匙公钥和密钥。非对称加密算法的计算量较大，但密钥的管理比较方便。人们始终在寻求新的加密算法，以便充分利用对称加密算法和非对称加密算法的优点。2001年人们提出了一种实用的以身份标识为公钥的非对称加密算法。它是一种椭圆曲线类型的加密算法，与通常的非对称加密算法相比，在认证和计算量方面有一定的优势，但该以身份标识为公钥的非对称加密算法复杂。
发明内容
技术问题本发明的目的在于提供一种网络信息广播的加密、解密方法，以解决广播过程中算法复杂的问题。
技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是网络中用户记为Idi，i为自然数，每个用户Idi有一对密钥(Qi，Si)，Qi为用户Idi的哈西函数值，Si为密钥；所述网络信息广播的加密解密方法采用身份标识的非对称加密算法，所述非对称加密算法中的参数为π＝{q，G1，G2， n，P，Ppub，H1，H2}，其中，q为随机产生素数，G1和G2为两个阶为q的群，如G1为加法群，G2为减法群， 为一双线性函数运算，n为明文长度，P和Ppub为G1中的元素，H1和H2为散列函数；明文空间M＝{0，1}n，随机取r∈Zq*]]>，Zq**代表0到q之间的正整数，所述网络信息广播的加密解密方法的加密步骤为，首先经第一次加密，得到中间结果Qv1，Qv2......QvN，第一次加密的方法为步骤11求得网络中用户Idi的哈西函数H1值Qi，即Qi＝H1(Idi)；步骤12求得经加密后的共N个中间结果，分别为第一中间结果Qv1、第二中间结果Qv2，......第N中间结果QvN；然后经第二次加密，形成密文(Ui，V)，即形成的密文为(U1，U2，......，UN，V)，第二次加密的方法为求得密文中的U1＝rP；求得密文中的Ui＝rQvi，其中，2≤i≤N；通过对(Ppub，rQv1)进行双线性函数运算后得到一结果A，然后对该结果A进行哈西函数H2运算，得到结果B，该结果B与明文k进行余或运算得到密文中的V；解密步骤为将上述得到的结果B与密文的V部分进行余或运算得到明文k。
在本发明的一个优选实施例中，步骤12中，求得加密后的N个中间结果的方法为将上述得到的用户Idi的哈西函数值Qi相加得到第一中间结果Qv1；将得到的用户Id1的哈希函数值Q1分别与用户Idi的哈希函数值Qi相加得到第二中间结果Qv2，直到得到第N个中间结果QN，其中，2≤i。
有益效果本发明对广播信息的加密算法简单，实用性强；解密过程为求解一个线性方程组，解密算法简单，明文加密算法基础为2001年最新提出的基于身份标识的加密算法，该算法以通信对端的身份标识为公钥，与传统的公钥选择不同，一是身份认证过程简单化，因为公钥是对方的身份标识，如电子邮件地址yangg@njupt.edu.cn，所以不需要一个生成公钥的过程。二是加密和解密的过程简单，只需要求解一个线性方程组，而现有的技术要么采用对称密钥系统，对广播来说，密钥的管理非常复杂。要么采用非对称的密钥系统，此时加密和解密过程有过于复杂。因此，我们发明的方法特别适合传感器网络的密钥交换。
图1是本发明提供的网络信息广播方法的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明提供的网络广播信息的加密解密方法为，网络中用户记为Idi，i为自然数，每个用户Idi有一对密钥(Qi，Si)，Qi为用户Idi的哈西函数值，Si为密钥；所述网络信息广播的加密解密方法采用身份标识的非对称加密算法，所述非对称加密算法中的参数为π＝{q，G1，G2， n，P，Ppub，H1，H2}，其中，q为随机产生素数，G1和G2为两个阶为q的群，如G1为加法群，G2为减法群， 为一双线性函数运算，n为明文长度，P和Ppub为G1中的元素，H1和H2为散列函数；明文空间M＝{0，1}n，随机取r∈Zq*,]]>Zq**代表0到q之间的正整数，步骤11求得网络中用户Idi的哈西函数H1值Qi，即Qi＝H1(Idi)；步骤12求得经加密后的共N个中间结果，分别为第一中间结果QV1、第二中间结果QV2，......第N中间结果QVN；求得加密后的N个中间结果的方法为将上述得到的用户Idi的哈西函数值Qi相加得到第一中间结果QV1；将得到的用户Id1的哈希函数值Q1分别与用户Idi的哈希函数值Qi相加得到第二中间结果QV2，直到得到第N个中间结果QN，其中，2≤i。即QV1=Σi=1NQi,QV2=Q1+Q2,]]>QV3=Q1+Q3,...,QVN=Q1+QN,]]>第二次加密后形成密文(Ui，V)，即形成的密文为(U1，U2，......，UN，V)，第二次加密的方法为求得密文中的U1＝rP；求得密文中的Ui=rQVi,]]>其中，2≤i≤N；通过对(Ppub，rQV1)进行双线性函数运算后得到一结果A，即A=e^(Ppub,rQV1),]]>然后对该结果A进行哈西函数H2运算，得到结果B，即B=H2(e^(Ppub,rQV1)),]]>该结果B与明文k进行余或运算得到密文中的V，即V=k⊕H2(e^(Ppub,rQV1));]]>综合上述的方法即为
U1＝rP，Ui=rQVi,]]>2≤i≤N，V=k⊕H2(e^(Ppub,rQV1)).]]>从而得到最终的密文(U1，U2，......，UN，V)。
由用户Idi将所述密文(U1，U2，......，UN，V)通过广播传送给网络中的其他用户。
其它用户接收到该密文(U1，U2，......，UN，V)后，将其解密，得到明文k，解密方法为将上述得到的结果B与密文的V部分进行余或运算得到明文k，即k=V⊕H2(e^(Ppub,rQV1))]]>=V⊕H2(e^(Ppub,r(Q1+Q2+...+QN)))]]>=V⊕H2(e^(Ppub,r((N-2)Qi+Q1+Q2+Q1+Q3+...+Q1+Qi-1]]>+(3-N)(Q1+Qi)+Q1+Qi+1+...+Q1+QN)))]]>=V⊕H2(e^(Ppub,r((N-2)Q1+QV2+QV3+...+(3-N)QVi+QVi+1+...+QVN)))]]>=V⊕H2(e^(sP,r(N-2)Qi)·e^(Ppub,Σj=2,j≠iNUj+(3-N)Ui))]]>=V⊕H2(e^(rP,(N-2)sQi)·e^(Ppub,Σj=2,j≠iNUj+(3-N)Ui))]]>=V⊕H2(e^(U1,(1-N)Si)·e^(Ppub,Σj=2,j≠iNUj+(3-N)Ui)).]]>对哈西函数H1，H2可以选SHA-1，SHA-2函数。
权利要求
1.一种网络信息广播的加密解密方法，其特征在于，网络中用户记为Idi，i为自然数，每个用户Idi有一对密钥(Qi，Si)，Qi为用户Idi的哈西函数值，Si为密钥；所述网络信息广播的加密解密方法采用身份标识的非对称加密算法，所述非对称加密算法中的参数为π＝{q，G1，G2， ，n，P，Ppub，H1，H2}，其中，q为随机产生素数，G1和G2为两个阶为q的群，如G1为加法群，G2为减法群， 为一双线性函数运算，n为明文长度，P和Ppub为G1中的元素，H1和H2为散列函数；明文空间M＝{0，1}n，随机取r∈Zq*]]>，Zq**代表0到q之间的正整数，所述网络信息广播的加密解密方法的加密步骤为，首先经第一次加密，得到中间结果QV1，QV2……QVN，第一次加密的方法为步骤11求得网络中用户Idi的哈西函数H1值Qi，即Qi＝H1(Idi)；步骤12求得经加密后的共N个中间结果，分别为第一中间结果QV1、第二中间结果QV2，......第N中间结果QVN；然后经第二次加密，形成密文(Ui，V)，即形成的密文为(U1，U2，.....，UN，V)，第二次加密的方法为求得密文中的U1＝rP；求得密文中的Ui=rQVi]]>，其中，2≤i≤N；通过对(Ppub，rQV1)进行双线性函数运算后得到一结果A，然后对该结果A进行哈西函数H2运算，得到结果B，该结果B与明文k进行余或运算得到密文中的V；解密步骤为将上述得到的结果B与密文的V部分进行余或运算得到明文k。
2.如权利要求1所述的网络信息广播的加密解密方法，其特征在于，步骤12中，求得加密后的N个中间结果的方法为将上述得到的用户Idi的哈西函数值Qi相加得到第一中间结果QV1；将得到的用户Id1的哈希函数值Q1分别与用户Idi的哈希函数值Qi相加得到第二中间结果QV2，直到得到第N个中间结果QN，其中，2≤i。
全文摘要
本发明提供了一种网络信息广播的加密解密方法，所述网络信息广播的加密解密方法的加密步骤为，首先经第一次加密，得到中间结果Q
文档编号H04L9/28GK101094059SQ20071002516
公开日2007年12月26日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者杨庚, 陈建新, 王江涛, 陈珊珊 申请人:南京邮电大学