[发明专利]一种多关键字可搜索的公钥加密方法

摘要

本发明提出了一种支持多关键字搜索的公钥加密方法用于解决现有多关键字可搜索的公钥加密方法中存在的密文关键字计算过程复杂的技术问题，实现步骤包括：(1)可信第三方设定公共参数；(2)数据拥有者设置存储文件的关键字字段、关键字向量和查询格式；(3)可信第三方计算云存储服务器和数据共享者的密钥并分发；(4)数据拥有者对明文关键字向量中的明文关键字进行加密并发送；(5)数据共享者计算明文关键字向量中的明文关键字的陷门信息并发送；(6)云存储服务器搜索密文集合中的密文关键字，并将搜索到的密文关键字发送给数据共享者。本发明可在公开信道下传输关键字的密文信息和陷门信息，且抵抗关键字猜测攻击。

主权项

1.一种多关键字可搜索的公钥加密方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)可信第三方设定公共参数cp：可信第三方设定公共参数cp，包括群G1、G1的生成元为P、G1的阶为q、群G2、群G1的双线性映射e、哈希函数H1和哈希函数H2；(2)数据拥有者设置存储文件的关键字字段、关键字向量和查询格式：数据拥有者设置存储文件的关键字字段Att_m以及与Att_m对应的明文关键字向量并根据Att_m和设置存储文件的查询格式QU；(3)可信第三方计算云存储服务器和数据共享者的密钥并分发：(3a)可信第三方通过公共参数cp中群G1、G1的生成元P和G1的阶q，计算云存储服务器的公钥pkS和私钥skS，并将skS发送给云存储服务器，同时将pkS发送给数据拥有者和数据共享者；(3b)可信第三方通过公共参数cp中的群G1的生成元P和G1的阶q，计算数据共享者的公钥pkR和私钥skR，并将skR发送给数据共享者，同时将pkR发送给数据拥有者；(4)数据拥有者对明文关键字向量中的明文关键字进行加密并发送：(4a)数据拥有者通过云存储服务器的公钥pk_S和数据共享者的公钥pk_R，对明文关键字向量中的每一个明文关键字进行加密，得到密文关键字集{t₁,t₂,...t_m}；(4b)数据拥有者通过数据共享者的公钥pkR和群G1的生成元P，计算密文关键字集的四个信息分量U、V、B和C，得到密文集合R＝{t1,t2,...tm,U,V,B,C}，并将R发送给云存储服务器；(5)数据共享者计算明文关键字向量中的明文关键字的陷门信息Trap并发送：(5a)数据共享者根据存储文件的关键字字段Att_m和查询格式QU的要求，从明文关键字向量中选择n个明文关键字Ω₁,Ω₂,...Ω_n，并通过公共参数cp中的哈希函数H₁、双线性映射e、数据共享者的私钥sk_R、云存储服务器公钥pk_S和选择的随机数计算n个明文关键字Ω₁,Ω₂,...Ω_n的陷门信息分量T_w1；(5b)数据共享者通过自己的私钥sk_R、公共参数cp中的哈希函数H₁和选择的随机数计算n个明文关键字Ω₁,Ω₂,...Ω_n的陷门信息分量T_w2，并将明文关键字Ω₁,Ω₂,...Ω_n在关键字字段中I₁,I₂,...I_n，以及T_w1和T_w2作为明文关键字Ω₁,Ω₂,...Ω_n的陷门信息Trap＝{T_w1,T_w2,I₁,I₂,...I_n}，发送给云存储服务器；(6)云存储服务器搜索密文集合R中的密文关键字，并将搜索结果发送给数据共享者：(6a)云存储服务器根据Trap中明文关键字Ω₁,Ω₂,...Ω_n在关键字字段中的位置信息I₁,I₂,...I_n，从密文集合R中搜索对应位置的n个密文关键字并计算密文关键字的验证中间值T′；(6b)云存储服务器通过公钥pk_S、私钥sk_S、密文集合R中密文关键字集的信息分量C以及公共参数cp中的双线性映射e，计算n个密文关键字的验证中间值t′；(6c)云存储服务器通过验证中间值T′与验证中间值t′以及R中密文关键字集的信息分量U和V，验证H₂[e(T_w,V)]＝H₂[T″·e(T_w2,U)]是否成立，若是，则搜索成功，并将密文关键字发送给数据共享者，否则搜索密文关键字失败。