[发明专利]一种可追踪的分层多授权密文策略属性基认证方法

权利要求书

1.一种可追踪的分层多授权密文策略属性基认证方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：中心授权机构设置系统公开参数1^λ，输出系统的主公钥、主私钥、追踪者的追踪密钥、以及第0级授权机构的私钥；

步骤S2：中心授权机构根据系统主公钥、主私钥和用户的全局标识符，输出用户的公钥和私钥；

步骤S3：第0级授权机构A₀生成自己的属性密钥，并根据系统主公钥和系统的属性域Set，输出A₀的属性公钥和属性私钥；

步骤S4：第k-1级授权机构A_k-1授权给第k级属性授权机构A_k；A_k-1根据系统主公钥MPK、自己的属性公钥和私钥输出域授权机构A_k的公钥和私钥其中，1≤k≤n_A；

步骤S5：用户的某一个属性由第k级授权机构A_k管理，A_k需要与用户U_i通过交互的方式运算，以生成U_i的属性密钥，其中是用户U_i拥有的属性集合；A_k输入系统主公钥MPK、自己的属性公钥和属性私钥用户U_i根据其私钥和拥有的属性集合域授权机构A_k的公钥和私钥输出用户U_i的属性密钥

步骤S6：验证者要求拥有属性集合Φ的签名者能够通过认证；验证者输入属性集合Φ，输出属性树Υ和相关参数PT_Φ；

步骤S7：签名者输入系统的主公钥MPK、属性树Υ、满足访问结构的属性集合Φ、用户的属性密钥及消息M，输出签名σ；

步骤S8：验证者输入签名σ、消息M和属性集合Φ，输出验证的结果ψ∈{0,1}；

步骤S9：追踪者输入消息M、签名σ、属性集合Φ以及追踪密钥TK，输出用户U_i的索引值i；

步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：设置系统的公开参数是1^λ，输出系统的主公钥MPK、主私钥MSK、第0级授权机构A₀的私钥以及追踪者的追踪密钥TK；

步骤S12：令e:G×G→G_T是一个双线性映射，其中G和G_T是两个阶为素数p的乘法循环群，g₁和g₂分别是群G和G_T的生成元；

步骤S13：选取y∈G、z,t∈G使得成立；选取计算中心授权机构CA的主公钥是主私钥是MSK＝{u₀,β₀}，其中TK＝{τ₁,τ₂}作为追踪者的追踪密钥；

步骤S14：CA为第0级授权机构A₀选取随机数计算是可信授权机构的私钥；

步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：中心授权机构CA输入系统主公钥MPK、主私钥MSK和用户U_i的全局标识符u_i，U是系统中用户的集合，n_U＝|U|是系统中用户的总个数；

步骤S22：对于用户U_i，中心授权机构CA计算用户的公钥是私钥是其中1≤i≤n_U；

步骤S23：为了追踪用户U_i的身份信息，将U_i在追踪者的数据库中进行注册；

步骤S3具体为：系统的属性域为对于任意属性att_j∈Set,1≤j≤n_Set，第0级属性授权机构A₀选取随机数计算那么A₀的属性公钥是属性私钥是

步骤S4具体包括以下步骤：

步骤S41：第k-1级授权机构A_k-1通过递归计算授权给第k级属性授权机构A_k，其中A_k管理的属性集合为是A₀关于att_j的属性密钥；其中，1≤k≤n_A；

步骤S42：为了生成A_k的私钥，A_k-1选取随机数并计算那么A_k的私钥为SK_Ak＝{Λ_k,x_k}；

步骤S43：对于A_k管理的任意属性A_k-1选取随机数h_k,j，计算和那么域授权机构A_k的属性公钥是属性私钥是其中，

步骤S5具体为：用户U_i,1≤i≤n_U从域授权机构A_k处获得关于属性集合的属性密钥；A_k随机选取计算用户属性密钥：

步骤S6具体包括以下步骤：

步骤S61：验证者要求拥有属性集合Φ的签名者能够通过认证；验证者根据属性集合Φ生成一个属性树Υ，并为其根节点rt设置随机数

步骤S62：令leaf(Υ)是属性树的叶子结点结合，对于任意y∈leaf(Υ)，令q(x)表示为节点y选取的多项式，即有q_rt(0)＝α，验证者计算并将发送给签名者；

步骤S7具体包括以下步骤：

步骤S71：用户的属性集合为且Φ_i满足

步骤S72：对于属性树Υ中的每一个叶子节点必然存在一个属性与之对应，用y代替符号att_j；签名者收到消息后，计算：

步骤S73：对于属性树Υ的中间节点x，算法Code(H_k,j,i,C_y,C′_y,y)运行如下：令ind(node)表示节点node的索引值，l_node表示节点node的孩子节点的个数，对于x的所有孩子节点k，Code(H_k,j,i,C_y,C′_y,y)的输出标记为K_k，令S_x是x的所有孩子节点k的子集，且定义多项式那么：

步骤S74：签名者调用算法Code(H_k,j,i,C_y,C′_y,y)以获得根节点rt处的值计算从以上运算中，得出F_s＝F_v成立；

步骤S75：签名者随机选取计算C₁＝z^ζ,C₂＝t^δ,C₃＝D_iy^ζ+δ、η₁＝u_iζ,η₂＝u_iδ、然后，签名者将签名发送给验证者；

步骤S8具体为：验证者首先计算然后检验c和c′是否相等，如果相等，则签名者认证成功；否则，认证失败；

步骤S9具体为：如果需要透露用户U_i由授权机构A_k根据{M，Φ}生成的签名中的身份信息，追踪者需首先计算然后将D_i与自己数据库中的数据进行对比，如果存在一条数据与D_i相匹配，追踪者返回用户U_i的索引值i。