[发明专利]一种基于属性门限的非对称群组密钥协商方法

权利要求书

1.一种基于属性门限的非对称群组密钥协商方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：密钥生成中心与其中的移动终端成员生成各自的公钥和私钥，各个移动终端成员通过拉格朗日插值法和其属性信息计算秘密信息，通过秘密信息进行属性身份认证并获得群组密钥计算参数，实现所有移动终端成员的注册；

步骤二：群组中注册的所有的移动终端成员进行密钥协商，并计算群组解密密钥：

A)群组密钥协商的发起者U_j根据收到的密钥生成中心广播的密钥协商参数，利用自己的属性信息恢复秘密信息s_j并进行加密操作来计算其他群组密钥协商所有的参数，然后广播加密后的群组密钥参数、群组加密密钥及其他参数到群组中的其他移动终端成员U_i；其中，s_j为终端成员U_j的秘密信息；1≤j≤N，1≤i≠j≤N，N为密钥生成中心内移动终端成员的个数；

B)移动终端成员U_i收到发起者U_j广播的消息后，移动终端成员U_i对发起者U_j进行属性权限验证，若验证通过，移动终端成员U_i用自己保存的注册信息以及属性权限值计算出群组解密密钥；

所述移动终端成员的注册中参数的计算方法为：

1)密钥生成中心KGC随机选择两个参数S_KGC,1,作为自己的私钥，并计算作为自己的公钥；每个移动终端成员U_i随机选择两个参数α_i,1,计算和作为自己的私钥，并计算作为自己的公钥，其中，表示阶为q的整数集，S_KGC,1,是密钥生成中心KGC的私钥，P_KGC作为密钥生成中心KGC的公钥，α_i,1,为中间变量，为移动终端成员U_i的身份信息，H₁(.)为散列函数，和为移动终端成员U_i的私钥，作为移动终端成员U_i的公钥，g₁为乘法群G₁的生成元，g₂为乘法群G₂的生成元；

2)首先，密钥生成中心KGC广播所有移动终端成员的属性信息{Γ,Attr₁,Attr₂,…,Attr_N}到全网，移动终端成员U_i只能保存属于自己的属性信息集合Attr_i＝{attr_i,1,…,attr_i,h,…,attr_i,p}、不保存其他移动终端成员的属性信息；其中，p为属性信息集合Attr_i的属性个数，attr_i,h为移动终端成员U_i的第h个属性，1≤h≤p，Γ表示访问结构；

3)根据拉格朗日插值法，每个移动终端成员U_i将自己的秘密信息s_i分成p等分s_i,h分给自己的p个属性，并计算中间变量x_i,h＝H₁(attr_i,h)，由秘密信息和属性经过计算形成p个数对(x_i,h,s_i,h)，每个移动终端成员U_i结合其任意k个数对计算秘密信息假设能够恢复出秘密信息s_i的k个属性组成的集合为Attr_i′＝{attr_i,1,attr_i,2,…,atrr_i,k}，移动终端成员U_i随机选择整数分别计算中间变量并发送消息到密钥生成中心KGC；其中，H₁(.)为散列函数，card(Attr_i′)＝k，card(Attr_i′)代表集合Y_i′的成员个数；k为整数，0≤k≤p，g_i(0)为移动终端成员U_i使用拉格朗日插值法得到的拉格朗日插值函数g_i(.)在自变量为0时的初始值，s_i,ρ表示移动终端成员U_i的秘密信息s_i的第ρ块秘密信息，ρ,σ为整数；

4)当收到移动终端成员U_i发来的信息时，密钥生成中心KGC随机选择两个参数ψ_i,计算中间变量r_7,i＝(α_5,i)^ζ·k，然后发送(r_3,i,r_4,i,r_6,i,r_7,i,Γ)给移动终端成员U_i；其中，ψ_i,ζ为整数，r_1,i、r_2,i、r_3,i、r_4,i、r_5,i、r_6,i和r_7,i为计算所需要的中间变量，S_KGC,1和S_KGC,2为密钥生成中心KGC的私钥；

5)每个移动终端成员U_i接收来自密钥生成中心KGC发来的信息(r_3,i,r_4,i,r_6,i,r_7,i,Γ)，移动终端成员U_i计算中间变量和然后通过计算验证是否成立，如果成立移动终端成员U_i计算中间变量r_10,i＝r_9,i并且发送密钥协商中间参数到密钥生成中心KGC；其中，r_8,i、r_9,i、r_10,i为计算所需要的中间变量，和为移动终端成员U_i的私钥；

6)密钥生成中心KGC收到移动终端成员U_i发来的消息密钥生成中心KGC验证是否成立，若成立，密钥生成中心KGC计算中间变量和并广播消息到全网；其中，r_8,i、r_9,i和r_10,i为计算所需要的中间变量，和为移动终端成员U_i的私钥；φ_i和η为计算所需中间变量；

7)所有的移动终端成员U_i接收到密钥生成中心KGC广播的信息后，移动终端成员U_i保存自己的注册信息并注册成功；

步骤三：移动终端成员自证实群组密钥：

群组中的所有移动终端成员之间计算出群组解密密钥后，将群组解密密钥与群组加密密钥结合，使用双线性映射进行自证实计算出的群组解密密钥的正确性。