[发明专利]一种在智能医疗中基于双线性映射和点积协议的认证方法

权利要求书

1.一种在智能医疗中基于双线性映射和点积协议的认证方法，其特征在于：所述认证方法包括如下步骤：

步骤1：系统初始化：可信中心选取安全参数，生成双线性参数后可信中心将双线性参数发送给所有经过注册的用户智能终端和雾节点设备；

步骤2：设备注册：用户设置唯一身份和密码并将唯一身份和密码发送可信中心，可信中心接收后在用户信息表中添加用户身份信息并计算加密私钥，并将加密私钥和系统参数返回给用户，雾节点将自己的唯一身份发送可信中心，可信中心接收后在雾节点信息表中添加雾节点身份信息并计算雾节点加密私钥，访问控制秘钥，将控制秘钥返给雾节点；

步骤3：身份认证：用户用私钥来加密系统参数中的双线性映射结果并计算自己的身份认证凭证，用户将身份认证凭证发送等待认证的雾节点，雾节点使用控制秘钥还原出映射结构并结合当前时间戳加密后返回给用户，用户接受到后，计算当前时间戳和用户在收到信息时的时间戳差值与本地存储的映射结果进行比较认证，其中身份认证具体包括如下步骤：

步骤3-1：用户U_i首先利用本地存储的加密私钥K_s分别计算映射结果和身份凭证然后用户U_i将身份凭证Auth_i发送给等待认证的雾节点F_i，在接收到身份凭证Auth_i后雾节点F_i使用它的访问控制秘钥AK＝(ak₁，ak₂，ak₃)，计算

其中：U_i表示的是某一用户，SID_i表示的是用户U_i的唯一身份，h代表Hash哈希函数，数学表达式为Hash：K_f代表雾节点F_i的私钥，该私钥用于计算F_i的访问控制密钥，j代表随机正整数；

步骤3-2：雾节点F_i计算完成后得到结果并结合当前的时间戳TS以Token||TS的形式返回给用户U_i，假设用户U_i在时间戳为TS′时接收到，为避免重试攻击，用户U_i会检查这两个时间戳之间的时差，如果|TS′-TS|≤Δt，用户U_i便会接收，否则拒绝，一旦被接收成功后，用户U_i利用待认证雾节点的身份SID_i计算然后比较E是否等于E′，如果相等，则该雾节点通过身份认证并被认为是一个可信的节点；

步骤4：属性认证：将用户和雾节点的功能属性通过二进制向量的形式表示，用户定义一个阈值来表示两者功能属性期待相同的数量，之后对用户和雾节点的每个向量元素通过点积协议进行计算，雾节点通过属性韧性并接收用户发送的隐私数据，属性认证具体包括如下步骤：

步骤4-1：用户U_i的功能属性向量抽象为待认证雾节点F_i的功能属性向量抽象为其中元素0代表不具备该功能，元素1代表具备该功能，n代表用户U_i拥有的属性个数；

步骤4-2：首先用户U_i选取两个大质数α，β，并初始化参数P＝0；B＝0；i＝1；j＝1，如果大质数α，β满足α的长度等于2ⁿ⁺²位，β的长度大于(n+1)·α²，则生成一个随机长度不大于2ⁿ⁺¹位的数组Z，同时对用户的属性向量进行遍历，如果向量中元素x_i等于1，则随机选取一个长度为2ⁿ位的随机数r_i，并计算A_i＝α+z_i+r_i·β，否则计算A_i＝α+z_i+r_i·β，对每次遍历都需要计算p_i＝r_i·β-z_i，P＝P+p_i，最后用户将消息(α，β，P，A₁，A₂，…，A_n)发送给POX控制器，POX控制器接收到后将P和β存储在本地并将(α，A₁，A₂，…，A_n)转发给雾节点F_i，雾节点F_i接收到后对属性向量进行遍历，如果向量中元素y_i等于1，则计算B_j＝α·A_j，否则计算B_j＝A_j，遍历完成后，雾节点F_i将所有B_j之和B返回给POX，POX利用接收到的B和本地的P，β计算K＝B+Pmodβ，最后的结果σ就是用户和雾节点相同的属性个数，之后用户U_i将点积结果σ和阈值θ进行比较，如果σ＜θ则认为该雾节点无法满足用户的功能需求，认证失败；否则认证成功。