專利名稱：網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保障網(wǎng)絡(luò)信息安全的方法，尤其涉及一種保障網(wǎng)絡(luò)信息廣播中的信息安全的方法。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)以及通信網(wǎng)在全球范圍內(nèi)得到了迅猛的的發(fā)展，它對(duì)人類社會(huì)的生活方式產(chǎn)生了極大的影響和改變，而隨之而來(lái)的網(wǎng)絡(luò)信息安全問(wèn)題就顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)組播和廣播信息的安全需要更有效的保護(hù)手段。廣播信息的加密方法一直是人們研究的熱點(diǎn)。
加密方法主要有兩種對(duì)稱加密算法和非對(duì)稱加密算法。對(duì)稱加密算法只有一個(gè)密鑰，加密和解密計(jì)算量小，但密鑰的管理比較復(fù)雜，因?yàn)橥ㄐ诺碾p方都有密鑰。非對(duì)稱加密算法有兩個(gè)鑰匙公鑰和密鑰。非對(duì)稱加密算法的計(jì)算量較大，但密鑰的管理比較方便。人們始終在尋求新的加密算法，以便充分利用對(duì)稱加密算法和非對(duì)稱加密算法的優(yōu)點(diǎn)。2001年人們提出了一種實(shí)用的以身份標(biāo)識(shí)為公鑰的非對(duì)稱加密算法。它是一種橢圓曲線類型的加密算法，與通常的非對(duì)稱加密算法相比，在認(rèn)證和計(jì)算量方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但該以身份標(biāo)識(shí)為公鑰的非對(duì)稱加密算法復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密、解密方法，以解決廣播過(guò)程中算法復(fù)雜的問(wèn)題。
技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是網(wǎng)絡(luò)中用戶記為Idi，i為自然數(shù)，每個(gè)用戶Idi有一對(duì)密鑰(Qi，Si)，Qi為用戶Idi的哈西函數(shù)值，Si為密鑰；所述網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法采用身份標(biāo)識(shí)的非對(duì)稱加密算法，所述非對(duì)稱加密算法中的參數(shù)為π＝{q，G1，G2， n，P，Ppub，H1，H2}，其中，q為隨機(jī)產(chǎn)生素?cái)?shù)，G1和G2為兩個(gè)階為q的群，如G1為加法群，G2為減法群， 為一雙線性函數(shù)運(yùn)算，n為明文長(zhǎng)度，P和Ppub為G1中的元素，H1和H2為散列函數(shù)；明文空間M＝{0，1}n，隨機(jī)取r∈Zq*]]>，Zq**代表0到q之間的正整數(shù)，所述網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法的加密步驟為，首先經(jīng)第一次加密，得到中間結(jié)果Qv1，Qv2......QvN，第一次加密的方法為步驟11求得網(wǎng)絡(luò)中用戶Idi的哈西函數(shù)H1值Qi，即Qi＝H1(Idi)；步驟12求得經(jīng)加密后的共N個(gè)中間結(jié)果，分別為第一中間結(jié)果Qv1、第二中間結(jié)果Qv2，......第N中間結(jié)果QvN；然后經(jīng)第二次加密，形成密文(Ui，V)，即形成的密文為(U1，U2，......，UN，V)，第二次加密的方法為求得密文中的U1＝rP；求得密文中的Ui＝rQvi，其中，2≤i≤N；通過(guò)對(duì)(Ppub，rQv1)進(jìn)行雙線性函數(shù)運(yùn)算后得到一結(jié)果A，然后對(duì)該結(jié)果A進(jìn)行哈西函數(shù)H2運(yùn)算，得到結(jié)果B，該結(jié)果B與明文k進(jìn)行余或運(yùn)算得到密文中的V；解密步驟為將上述得到的結(jié)果B與密文的V部分進(jìn)行余或運(yùn)算得到明文k。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟12中，求得加密后的N個(gè)中間結(jié)果的方法為將上述得到的用戶Idi的哈西函數(shù)值Qi相加得到第一中間結(jié)果Qv1；將得到的用戶Id1的哈希函數(shù)值Q1分別與用戶Idi的哈希函數(shù)值Qi相加得到第二中間結(jié)果Qv2，直到得到第N個(gè)中間結(jié)果QN，其中，2≤i。
有益效果本發(fā)明對(duì)廣播信息的加密算法簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)；解密過(guò)程為求解一個(gè)線性方程組，解密算法簡(jiǎn)單，明文加密算法基礎(chǔ)為2001年最新提出的基于身份標(biāo)識(shí)的加密算法，該算法以通信對(duì)端的身份標(biāo)識(shí)為公鑰，與傳統(tǒng)的公鑰選擇不同，一是身份認(rèn)證過(guò)程簡(jiǎn)單化，因?yàn)楣€是對(duì)方的身份標(biāo)識(shí)，如電子郵件地址yangg@njupt.edu.cn，所以不需要一個(gè)生成公鑰的過(guò)程。二是加密和解密的過(guò)程簡(jiǎn)單，只需要求解一個(gè)線性方程組，而現(xiàn)有的技術(shù)要么采用對(duì)稱密鑰系統(tǒng)，對(duì)廣播來(lái)說(shuō)，密鑰的管理非常復(fù)雜。要么采用非對(duì)稱的密鑰系統(tǒng)，此時(shí)加密和解密過(guò)程有過(guò)于復(fù)雜。因此，我們發(fā)明的方法特別適合傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰交換。


圖1是本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)信息廣播方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)廣播信息的加密解密方法為，網(wǎng)絡(luò)中用戶記為Idi，i為自然數(shù)，每個(gè)用戶Idi有一對(duì)密鑰(Qi，Si)，Qi為用戶Idi的哈西函數(shù)值，Si為密鑰；所述網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法采用身份標(biāo)識(shí)的非對(duì)稱加密算法，所述非對(duì)稱加密算法中的參數(shù)為π＝{q，G1，G2， n，P，Ppub，H1，H2}，其中，q為隨機(jī)產(chǎn)生素?cái)?shù)，G1和G2為兩個(gè)階為q的群，如G1為加法群，G2為減法群， 為一雙線性函數(shù)運(yùn)算，n為明文長(zhǎng)度，P和Ppub為G1中的元素，H1和H2為散列函數(shù)；明文空間M＝{0，1}n，隨機(jī)取r∈Zq*,]]>Zq**代表0到q之間的正整數(shù)，步驟11求得網(wǎng)絡(luò)中用戶Idi的哈西函數(shù)H1值Qi，即Qi＝H1(Idi)；步驟12求得經(jīng)加密后的共N個(gè)中間結(jié)果，分別為第一中間結(jié)果QV1、第二中間結(jié)果QV2，......第N中間結(jié)果QVN；求得加密后的N個(gè)中間結(jié)果的方法為將上述得到的用戶Idi的哈西函數(shù)值Qi相加得到第一中間結(jié)果QV1；將得到的用戶Id1的哈希函數(shù)值Q1分別與用戶Idi的哈希函數(shù)值Qi相加得到第二中間結(jié)果QV2，直到得到第N個(gè)中間結(jié)果QN，其中，2≤i。即QV1=Σi=1NQi,QV2=Q1+Q2,]]>QV3=Q1+Q3,...,QVN=Q1+QN,]]>第二次加密后形成密文(Ui，V)，即形成的密文為(U1，U2，......，UN，V)，第二次加密的方法為求得密文中的U1＝rP；求得密文中的Ui=rQVi,]]>其中，2≤i≤N；通過(guò)對(duì)(Ppub，rQV1)進(jìn)行雙線性函數(shù)運(yùn)算后得到一結(jié)果A，即A=e^(Ppub,rQV1),]]>然后對(duì)該結(jié)果A進(jìn)行哈西函數(shù)H2運(yùn)算，得到結(jié)果B，即B=H2(e^(Ppub,rQV1)),]]>該結(jié)果B與明文k進(jìn)行余或運(yùn)算得到密文中的V，即V=k⊕H2(e^(Ppub,rQV1));]]>綜合上述的方法即為
U1＝rP，Ui=rQVi,]]>2≤i≤N，V=k⊕H2(e^(Ppub,rQV1)).]]>從而得到最終的密文(U1，U2，......，UN，V)。
由用戶Idi將所述密文(U1，U2，......，UN，V)通過(guò)廣播傳送給網(wǎng)絡(luò)中的其他用戶。
其它用戶接收到該密文(U1，U2，......，UN，V)后，將其解密，得到明文k，解密方法為將上述得到的結(jié)果B與密文的V部分進(jìn)行余或運(yùn)算得到明文k，即k=V⊕H2(e^(Ppub,rQV1))]]>=V⊕H2(e^(Ppub,r(Q1+Q2+...+QN)))]]>=V⊕H2(e^(Ppub,r((N-2)Qi+Q1+Q2+Q1+Q3+...+Q1+Qi-1]]>+(3-N)(Q1+Qi)+Q1+Qi+1+...+Q1+QN)))]]>=V⊕H2(e^(Ppub,r((N-2)Q1+QV2+QV3+...+(3-N)QVi+QVi+1+...+QVN)))]]>=V⊕H2(e^(sP,r(N-2)Qi)·e^(Ppub,Σj=2,j≠iNUj+(3-N)Ui))]]>=V⊕H2(e^(rP,(N-2)sQi)·e^(Ppub,Σj=2,j≠iNUj+(3-N)Ui))]]>=V⊕H2(e^(U1,(1-N)Si)·e^(Ppub,Σj=2,j≠iNUj+(3-N)Ui)).]]>對(duì)哈西函數(shù)H1，H2可以選SHA-1，SHA-2函數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)中用戶記為Idi，i為自然數(shù)，每個(gè)用戶Idi有一對(duì)密鑰(Qi，Si)，Qi為用戶Idi的哈西函數(shù)值，Si為密鑰；所述網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法采用身份標(biāo)識(shí)的非對(duì)稱加密算法，所述非對(duì)稱加密算法中的參數(shù)為π＝{q，G1，G2， ，n，P，Ppub，H1，H2}，其中，q為隨機(jī)產(chǎn)生素?cái)?shù)，G1和G2為兩個(gè)階為q的群，如G1為加法群，G2為減法群， 為一雙線性函數(shù)運(yùn)算，n為明文長(zhǎng)度，P和Ppub為G1中的元素，H1和H2為散列函數(shù)；明文空間M＝{0，1}n，隨機(jī)取r∈Zq*]]>，Zq**代表0到q之間的正整數(shù)，所述網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法的加密步驟為，首先經(jīng)第一次加密，得到中間結(jié)果QV1，QV2……QVN，第一次加密的方法為步驟11求得網(wǎng)絡(luò)中用戶Idi的哈西函數(shù)H1值Qi，即Qi＝H1(Idi)；步驟12求得經(jīng)加密后的共N個(gè)中間結(jié)果，分別為第一中間結(jié)果QV1、第二中間結(jié)果QV2，......第N中間結(jié)果QVN；然后經(jīng)第二次加密，形成密文(Ui，V)，即形成的密文為(U1，U2，.....，UN，V)，第二次加密的方法為求得密文中的U1＝rP；求得密文中的Ui=rQVi]]>，其中，2≤i≤N；通過(guò)對(duì)(Ppub，rQV1)進(jìn)行雙線性函數(shù)運(yùn)算后得到一結(jié)果A，然后對(duì)該結(jié)果A進(jìn)行哈西函數(shù)H2運(yùn)算，得到結(jié)果B，該結(jié)果B與明文k進(jìn)行余或運(yùn)算得到密文中的V；解密步驟為將上述得到的結(jié)果B與密文的V部分進(jìn)行余或運(yùn)算得到明文k。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法，其特征在于，步驟12中，求得加密后的N個(gè)中間結(jié)果的方法為將上述得到的用戶Idi的哈西函數(shù)值Qi相加得到第一中間結(jié)果QV1；將得到的用戶Id1的哈希函數(shù)值Q1分別與用戶Idi的哈希函數(shù)值Qi相加得到第二中間結(jié)果QV2，直到得到第N個(gè)中間結(jié)果QN，其中，2≤i。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法，所述網(wǎng)絡(luò)信息廣播的加密解密方法的加密步驟為，首先經(jīng)第一次加密，得到中間結(jié)果Q
文檔編號(hào)H04L9/28GK101094059SQ20071002516
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者楊庚, 陳建新, 王江濤, 陳珊珊 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)