一种基于超球面的多变量公钥加密/解密系统及方法与流程

技术特征：
1.一种基于超球面的多变量公钥加密/解密系统，其特征在于，包含：A、加密模块，用于对待加密的明文进行加密处理，形成密文、完成加密，其包括处理器、公钥变换部件，待加密的明文传输到处理器后，处理器存储明文，然后将明文数据传输至公钥变换部件中，通过将明文数据分别代入多变量多项式，得到加密后的密文，密文随后被传输到处理器中存储，处理器再将密文传输给其他用户的解密模块；B、解密模块，用于对其他用户发来的密文数据进行解密处理，形成明文、完成解密，其包括处理器、仿射变换求逆部件一、陷门部件和仿射变换求逆部件二，其中陷门部件包含线性方程组构建部件和线性方程组求解部件，收到密文数据后，处理器先将密文传输给仿射变换求逆部件一进行仿射变换求逆运算，然后传输到陷门部件的线性方程组构建部件和线性方程组求解部件，分别进行线性方程组构建运算、线性方程组求解运算，将多项式求逆运算所得的一组解传输到仿射变换求逆部件二进行仿射变换求逆运算，最终传输到处理器，对传输过来的一组或多组数据，处理器分别计算每组数据的杂凑值，若所得的某组数据杂凑值与预先存储在处理器中的明文杂凑冗余数据相等，则将该组数据作为解密后的明文存储并输出；若都不满足，处理器向用户输出解密错误的警告信息；其中，所述加密模块、解密模块中所述的处理器为同一处理器。2.根据权利要求1所述的基于超球面的多变量公钥加密/解密系统，其特征在于，还包含选择器，其与处理器相连，当选择器处于开状态时，系统的加密模块工作，当选择器处于闭状态时，系统的解密模块工作。3.根据权利要求2所述的基于超球面的多变量公钥加密/解密系统，其特征在于，所述的处理器包含与选择器相连的调度器，选择器的开状态、闭状态由处理器中的调度器识别、处理，存储在处理器中的数据由调度器控制、调度到各个相应的部件进行相应的操作。4.根据权利要求1所述的基于超球面的多变量公钥加密/解密系统，其特征在于，所述的处理器还包含Hash探测器、存储器，处理器中计算数据的杂凑值由Hash探测器完成，处理器中存储数据由存储器完成。5.一种基于超球面的多变量公钥加密/解密方法，包含以下顺序的步骤：(1)加密过程：a、待加密的明文传输到处理器后，处理器计算其杂凑值，得到明文杂凑冗余数据，并存储明文和明文杂凑冗余数据；b、将明文数据传输至公钥变换部件中，通过将明文数据代入多变量多项式，得到加密后的密文；c、密文随后传输到处理器中存储，处理器将密文与明文杂凑冗余数据一起传输给其他用户的解密模块；(2)解密过程：a、收到其他用户发来的密文和明文杂凑冗余数据后，处理器先将明文杂凑冗余数据存储，再将密文传输给仿射变换求逆部件一进行仿射变换求逆运算；b、然后将求逆后的数据传输到陷门部件的线性方程组构建部件和线性方程组求解部件，分别进行线性方程组的构建和线性方程组的求解操作，线性方程组求解操作得一组或多组解；c、上述得到的解将传输到仿射变换求逆部件二进行仿射变换求逆运算；d、最终传输到处理器，对传输过来的一组或多组的数据，处理器分别计算每组数据的杂凑值，若某组数据的杂凑值与处理器存储的明文杂凑冗余数据相等，则将该组数据作为解密后的明文存储并输出；若都不满足，处理器向用户输出解密错误的警告信息。6.根据权利要求5所述的基于超球面的多变量公钥加密/解密方法，其特征在于，所述的步骤(1)加密过程包含：a、待加密的明文(x1',...,xn')∈Fn传输到处理器后，处理器计算其杂凑值(h1',...,hj')＝Hash(x1',...,xn')，得到明文杂凑冗余数据(h1',...,hj')，其中Hash(·)是密码学上安全的单向函数，存储明文和明文杂凑冗余数据；b、将明文(x1',...,xn')数据传输至公钥变换部件中，公钥变换部件将明文数据代入公钥映射P(x1,...,xn)，即分别计算各个多变量多项式p1(x1',...,xn'),...,pm(x1',...,xn')的值，其值分别记为y1',...,ym'，(y1',...,ym')就是加密后的密文；c、密文(y1',...,ym')随后传输到处理器中存储，处理器将密文(y1',...,ym')和明文杂凑冗余数据(h1',...,hj')一起传输给其他用户的解密模块；步骤(2)解密过程包含：a、收到其他用户发来的密文(y1',...,ym')和明文杂凑冗余数据(h1',...,hj')后，处理器先将明文杂凑冗余数据(h1',...,hj')存储，再将密文(y1',...,ym')传输给仿射变换求逆部件一进行仿射变换求逆运算b、接着将传输给陷门部件，分别进行线性方程组构建、线性方程组求解操作，即线性方程组构建部件利用调度器预先分配在陷门部件里的m组数据(ci,1,ci,2,...,ci,n)以及联立构建方程组，具体如下：记为式子一，将式子一扩展成式子二：根据式子二，进行系列的前一式子减去后一式子处理，即得到式子三：将式子三转换成矩阵形式，得式子四：式子四即为线性方程组构建部件构建的关于的线性方程组；然后线性方程组求解部件利用高斯消元法对式子四进行求解，此解为一组或多组，设为d组，将该解集记为c、再将所得数据传输到仿射变换求逆部件二进行仿射变换求逆运算d、最终将(xi1',...,xin')传输到处理器，处理器计算(xi1',...,xin')的杂凑值，若某组i的数据(xi1',...,xin')的杂凑值与明文杂凑冗余数据(h1',...,hj')相等，则将该组数据(xi1',...,xin')作为解密后的明文输出；若对于所有的i都有(xi1',...,xin')≠(h1',...,hj')，则处理器向用户输出解密错误的警告信息。7.根据权利要求5所述的基于超球面的多变量公钥加密/解密方法，其特征在于，在步骤(1)加密过程之前还包含以下步骤：当选择器处于开状态时，系统的加密模块工作，其中选择器与处理器相连；在步骤(2)解密过程之前还包含以下步骤：当选择器处于闭状态时，系统的解密模块工作，其中选择器与处理器相连。8.根据权利要求7所述的基于超球面的多变量公钥加密/解密方法，其特征在于，所述的处理器包含与选择器相连的调度器，选择器的开状态、闭状态由处理器中的调度器识别、处理，存储在处理器中的数据由调度器控制、调度到各个相应的部件进行相应的操作。9.根据权利要求5所述的基于超球面的多变量公钥加密/解密方法，其特征在于，所述的处理器还包含Hash探测器、存储器，处理器中计算数据的杂凑值由Hash探测器完成，处理器中存储数据由存储器完成。