一种基于仲裁的无证书加密方案的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于仲裁的无证书加密方案，该方案通过引入安全仲裁机构SEM，介入加解密过程，能够确保用户加解密的可控。本方案由8个概率多项式时间算法构成，该方法包括系统初始化、部分私钥提取、用户秘密值设定、用户私钥设定、用户公钥设定、明文加密、SEM解密和用户解密。本发明通过引入安全仲裁SEM，可通过控制用户的解密信令，确保用户解密过程的可控。
【专利说明】
-种基于仲裁的无证书加密方案
技术领域
[0001] 本发明设及基于网络的软件应用系统加密保护，尤其设及一种基于仲裁的无证书 加密方案。
【背景技术】
[0002] Al-Riyami和化terson在文献中首次给出了无证书加密算法的定义，简称AP方法。 Zhaohui化eng和Richard Comley在文献中对AP方法进行了简化，将用户秘密值设定和用 户公钥设定的算法合并为一个用户密钥设定算法，并省略了用户私钥设定算法，我们把运 个加密算法的定义简称为ZR方法。
[0003] ZR方法与AP方法功能上是一样的，只是对于攻击模型有影响。基于AP方法的攻击 模型中，假定攻击者能够获取用户部分私钥和用户私钥，但不能获取用户秘密值。基于ZR方 法的攻击模型中，假定攻击者可W得到用户秘密值。
[0004] 无论是AP方法，还是ZR方法，均存在一个问题，就是密钥生成中屯、完成用户部分私 钥计算后，并不参与用户私钥生成，用户私钥由用户自行计算，缺乏对用户私钥的撤销机 审IJ，控制不了用户加解密过程。即便用户已被认定为非法，但依然可W进行解密操作。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提出了一种基于仲裁的无证书加密方案，该方案引入安全仲裁机 构沈M(SEcu;rity Mediator)，介入加解密过程，能够确保用户加解密的可控。
[0006] -种基于仲裁的无证书加密方案由8个概率多项式时间算法构成，该方法包括如 下步骤：
[0007] 第一步，系统初始化：输入一个安全参数Ik，输出系统主密钥S和系统公共参数 Params。密钥生成中屯、KGC运行该算法，完成密码系统初始化，公开公共参数化rams,保密系 统主密钥S;
[000引第二步，部分私钥提取:输入系统公共参数化rams、系统密钥S和用户的身份信息 IDe {0，1Γ，输出用户的部分私钥diD和该用户对应的安全仲裁SEM私钥miD，算法在密钥生成 中屯、KGC运行，并通过安全通道将diD和町D分别发送给用户和安全仲裁沈M;
[0009] 第Ξ步，用户秘密值设定:输入系统公共参数化rams和用户的身份信息ID，输出一 个用户的秘密值XID，秘密值XID的空间0由系统公共参数化rams和用户的身份信息ID决定；
[0010] 第四步，用户私钥设定:输入系统公共参数化rams、用户部分私钥diD和用户秘密值 XID，输出用户私钥skiD;
[0011] 第五步，用户公钥设定:输入系统公共参数化rams和用户秘密值XID，输出用户公钥 pkiD，pkiD的空间η由系统公共参数化rams和用户秘密值XID决定；
[0012] 第六步，明文加密:输入系统公共参数化rams、用户的身份信息ID、用户公钥pkiD和 明文信息mEM(M是明文空间），输出密文信息cEC(C是密文空间）或错误符号丄；
[0013] 第屯步，SEM解密:输入系统公共参数化rams、用户的身份信息ID、用户对应的SEM 私钥miD和密文信息c，输出解密信令瑶*或错误符号丄；
[0014] 第八步，用户解密:输入系统公共参数化rams、用户的身份信息ID、用户私钥skiD、 用户的解密信令和密文信息C，输出明文信息m或错误符号丄。
[0015] 进一步，在用户私钥设定步骤中，该算法在用户方运行。
[0016] 上述定义可W看出，密文解密分成2个步骤，即SEM解密和用户解密，SEM解密步骤 中输出用户的解密信令在7；f"的支持下，用户解密步骤中才能顺利解密密文C;也就 是说，可W通过控制用户的解密信令墙*，控制密文的解密操作。
[0017] 本发明产生的有益效果是：
[0018] 1、引入安全仲裁SEM，可通过控制用户的解密信令rif/，确保用户解密过程的可 控。
[0019] 2、安全仲裁作为轻量级可信第Ξ方，能够间接起到管理用户密钥的功能。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明中的加密流程图。
【具体实施方式】
[0021] 依据提出的加密方案，给出一种具体的实现方式。
[0022] 如图1所示，第一步，系统初始化：向密钥生成中屯、KGC输入一个安全参数ik，密钥 生成中屯、KGC根据安全参数ik，选择系统主密钥*segZg'和系统参数化rams = {Gi，G2，e，q，P， Ρο,Ηι，出};
[0023] 其中:Gi是q阶加法循环群；
[0024] G2是q阶乘法循环群；
[002引 e:GlXGl一G2是一个双线性配对函数；
[0026] P是Gi的生成元；
[0027] Po = sP是系统公钥；
[002引出：!0，1!^马,,；
[00巧]也：KUfxG, XG: -是一个单项抗碰撞函数，生成会话密钥；
[0030] 密钥生成中屯、公开系统参数化rams;
[0031] 第二步，部分私钥提取:密钥生成中屯、KGC输入系统公共参数化rams、系统密钥S和 用户的身份信息IDe{0，l}*，随机选择正整数，计算用户部分私钥diD =巧=(xd， yd);然后计算eiD =出（ID)+Xd mod q，miD=(seiD+t)mod q，RiD=(eiD+t/s)P，并将miD作为用 户的Sai私钥。通过安全通道将用户的部分私钥diD和用户的Sai私钥miD分别发送给用户和 安全仲裁沈Μ，公布Rid;
[0032] 第Ξ步，用户秘密值设定：用户运行秘密值设定算法，输入系统参数化rams和自己 的身份IDi E {0，1} *，输出秘密值XID;
[0033] 第四步，用户私钥设定：用户输入系统公共参数化rams、用户部分私钥山D和用户秘 密值XID，输出用户私钥skiD;
[0034] 第五步，用户公钥设定：用户计算PiD = xiDP=(xp，yp)，随机选取，令Qid = 巧=(XQ, YQ)，计算ep = Hi (XPI I yp)+XQ，设用户公钥为地ID = (PiD，diD，ep)，将地I讼开；
[0035] 第六步，用户加密：首先，加密方验证用户公钥的有效性，计算（XR，yR)=eiDepPo+ 阱diD，e' P =化（祉I I yp) +邸，如果e' P = ep，则说明用户公钥有效；然后，生成会话密钥kiD =出 (ID I I PiD I I e(Rid，Po));最后，对于消息m，计算f =与.,,("?），输出密文C;
[0036] 第屯步，安全仲裁沈Μ解密:安全仲裁沈Μ首先检查用户撤销列表，若发现用户的身 份已经被撤销，则返回"丄"，阻止用户解密操作；否则，计算7；; "= 尸，八，返回给用户；
[0037] 第八步，用户解密:解密方收到7]f"后，计算会话密钥辟=好2(助!1? II 获 取明文m=Dk(C)。
【主权项】
1. 一种基于仲裁的无证书加密方案由8个概率多项式时间算法构成，其特征在于，该方 法包括如下步骤： 第一步，系统初始化：向密钥生成中心KGC输入一个安全参数lk，输出系统主密钥s和系 统公共参数Params，完成密码系统初始化，公开公共参数Params，保密系统主密钥s; 第二步，部分私钥提取：向密钥生成中心KGC输入系统公共参数Params、系统密钥s和用 户的身份信息IDe{〇，l：T，输出用户的部分私钥dID和该用户对应的安全仲裁SEM私钥mID，并 通过安全通道将d ID和mID分别发送给用户和SEM; 第三步，用户秘密值设定：用户输入系统公共参数Params和用户的身份信息ID，输出一 个用户的秘密值XID; 第四步，用户私钥设定:用户输入系统公共参数Params、用户部分私钥dID和用户秘密值 XID，输出用户私钥sklD; 第五步，用户公钥设定:用户输入系统公共参数Params和用户秘密值XID，输出用户公钥 pkm； 第六步，明文加密:加密方输入系统公共参数Params、用户的身份信息ID、用户公钥pkID 和明文信息meM，输出密文信息cec或错误符号丄； 第七步，SEM解密：向安全仲裁SEM中输入系统公共参数Params、用户的身份信息ID、用 户对应的SEM私钥mID和密文信息c，输出解密信令错误符号丄； 第八步，用户解密：解密方输入系统公共参数Params、用户的身份信息ID、用户私钥 skID、用户的解密信令和密文信息c，输出明文信息m或错误符号丄。
【文档编号】H04L9/08GK105871541SQ201610175993
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】张玉臣, 张红旗, 刘小虎, 寇广, 卞孝丽, 李智诚, 刘璟, 刘建峰, 张晨辉, 贺志强
【申请人】张玉臣