[发明专利]可公开定责无密钥托管的密文策略属性基加密方法及其装置

说明书

本发明涉及一种可公开定责无密钥托管的密文策略属性基加密方法及其装置，该方法包含：确定系统公开参数；私钥生成，包含私钥生成初始阶段和私钥生成阶段，权威机构CA和OA合作生成私钥初始数据，用户对私钥初始数据进行签名，CA依据用户签名信息和私钥初始数据进行签名验证，并计算私钥参数数据并发送至OA，OA计算私钥数据，并发送给用户；数据加密方根据预先设定访问结构对消息M执行加密操作；数据解密方进行密文数据的解密来恢复明文消息；根据解密私钥，第三方利用系统公开参数进行私钥验证及身份信息绑定。本发明有效阻止两类私钥滥用攻击和密钥托管，实现公开定责，有效保证网络安全的可靠性，对网络信息安全技术具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于网络信息安全技术领域，特别涉及一种可公开定责无密钥托管的密文策略属性基加密方法及其装置。

背景技术

属性基加密(ABE)由Sahai and Waters在2005年提出，随后聚焦安全性、访问结构、效率等研究方向，大量的ABE方案被提出。但是，已有的ABE方案，要么没有考虑用户、权威机构这两类私钥滥用问题，要么仅仅考虑其中一类私钥滥用问题，这导致仅能追踪到泄露私钥的身份或者仅能阻止权威机构非法颁发私钥，而无法提供公开定责性，即无法公开验证泄露的私钥是用户泄露还是权威机构非法颁发的。而同时考虑两类私钥滥用和密钥托管问题的方案更是未在公开文献中见到。Waters在PKC-2011提出一个高效CP-ABE方案，该方案不能抵抗两类私钥滥用以及密钥托管，密文策略属性基加密(Ciphertext-policyattribute based encryption,CP-ABE)是一种“一对多”的公钥加密体制，可以对解密权限进行灵活的访问控制，在云计算、物联网、大数据等新型网络服务中有光明的应用前景。CP-ABE通过属性集合与访问结构的匹配关系对解密权限进行细粒度的访问控制，但由于CP-ABE系统中一个属性集合对应多个用户，导致同一个私钥可以同时被多个用户共同拥有，恶意用户为了获取非法利益会对其解密私钥进行分享，而由于解密私钥只与属性集合相关，因此无法追踪到分享私钥的用户身份，即CP-ABE系统存在用户的解密私钥滥用问题。单机构CP-ABE系统中，唯一的权威机构为系统中所有用户生成私钥，因此权威机构可以为任何未授权用户颁发非法的解密私钥，即CP-ABE系统存在权威机构的私钥滥用问题。此外，权威机构由于知道所有用户的私钥，可以解密任何的密文，即CP-ABE系统存在密钥托管问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种可公开定责无密钥托管的密文策略属性基加密方法及其装置，解决现有技术中CP-ABE系统中存在的用户、权威机构私钥滥用及密钥托管等问题，通过两个权威机构共同产生私钥方式解决私钥托管问题，使得任一权威机构不能独立解密任何密文；任何第三方可以对泄露私钥进行身份追踪，进而判定泄露私钥是用户泄露或权威机构非法办法，实现公开定责，进一步保证网络信息的安全性、可靠性。

按照本发明所提供的设计方案，一种可公开定责无密钥托管的密文策略属性基加密方法，基于如下实体实现：数据加密方、数据解密方、第三方，及两个权威机构CA和OA，加密方法包含初始化、私钥生成、加密、解密及公开验证五个过程，其具体实现步骤如下：

步骤1)、初始化，通过给定的安全参数，系统属性全集，确定系统公开参数；

步骤2)、私钥生成，包含私钥生成初始阶段和私钥生成阶段，其中，私钥生成初始阶段，权威机构CA和OA合作生成私钥初始数据，用户依据私钥初始数据计算签名信息，并将签名信息和私钥初始数据发送给权威机构CA；私钥生成阶段，权威机构CA依据签名信息和私钥初始数据进行签名验证，并计算私钥参数数据并发送至权威机构OA，权威机构OA计算私钥数据，并发送给用户；

步骤3)、加密，数据加密方执行加密加密算法，根据预先设定访问结构，对消息M执行加密操作，生成密文数据，属性集合满足该预先设定访问结构的用户获取该密文数据解密权限；

步骤4)、解密，数据解密方依据其用户属性集合执行解密解密算法进行密文数据的解密操作，生成解密私钥；