CN110336822A - 一种基于双线性配对的信息加密方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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CN110336822A CN201910615864.7A CN201910615864A CN110336822A CN 110336822 A CN110336822 A CN 110336822A CN 201910615864 A CN201910615864 A CN 201910615864A CN 110336822 A CN110336822 A CN 110336822A
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Abstract

本申请公开了一种基于双线性配对的信息加密方法，包括：对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据；将目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由第一云服务器计算出的标量乘结果；对标量乘结果进行还原，将还原后的标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由第二云服务器利用还原后的标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果；对返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用配对结果进行信息加密操作。本方法在能够保障得出的配对结果的安全性以及保障计算效率的同时，不需要预先存储大量的数据，减少了对本地存储资源的占用。本申请还公开了一种基于双线性配对的信息加密装置、设备及存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种基于双线性配对的信息加密方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及信息加密领域，特别涉及一种基于双线性配对的信息加密方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着信息技术的发展进步，人们接触到的数据信息越来越多，并且对信息的安全性要求越来越高。目前，一种常用的信息加密方法是基于双线性配对的信息加密方法。在目前已提出的基于双线性配对的信息加密方法中，需要先进行标量乘法运算和点加运算，得到用于双线性配对计算的标量乘结果。但是由于标量乘法运算和点加运算计算量大且耗时长，不能实时实现双线性配对计算，因此现有技术通过预计算的方式避免在进行双线性配对操作中的计算量，但是这样一来，需要将大量预计算的结果存储于本地设备中，而本地设备中的存储资源一般是有限的，因此将使得本地设备的存储资源过于紧张。
因此，如何在提高基于双线性配对的信息加密的方法的效率的基础上，减少对本地存储资源的占用，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于双线性配对的信息加密方法，能够在提高基于双线性配对的信息加密的方法的效率的基础上，减少对本地存储资源的占用；本发明的另一目的是提供一种基于双线性配对的信息加密装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于双线性配对的信息加密方法，包括：
对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据；
将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果；
对所述标量乘结果进行还原，将还原后的所述标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由所述第二云服务器利用还原后的所述标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果；
对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作。
优选地，在所述将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果之后，进一步包括：
利用预设的验证条件对所述标量乘结果进行验证，在满足所述预设的验证条件的情况下进入所述对所述标量乘结果进行还原，将还原后的所述标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由所述第二云服务器利用还原后的所述标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果的步骤。
优选地，在所述对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作之前，进一步包括：
利用所述返回结果的参数关系和预先设置的秘密值验证所述返回结果是否正确；
若正确，则进入所述对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作的步骤。
优选地，在所述利用所述返回结果的参数关系和预先设置的秘密值验证所述返回结果是否正确之后，进一步包括：
若不正确，则向所述第二云服务器反馈所述返回结果错误的信息。
优选地，所述第一云服务器的数量具体为多个，对应的，所述将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果的过程具体为：
将所述目标数据和按照预设规则设置的所述盲化参数发送给各所述第一云服务器；
接收由各所述第一云服务器计算出的第一标量乘结果；
将各所述第一标量乘结果进行汇总，得到所述标量乘结果。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于双线性配对的信息加密装置，包括：
盲化模块，用于对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据；
第一发送模块，用于将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果；
第二发送模块，用于对所述标量乘结果进行还原，将还原后的所述标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由所述第二云服务器利用还原后的所述标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果；
加密模块，用于对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于双线性配对的信息加密设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种基于双线性配对的信息加密方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种基于双线性配对的信息加密方法的步骤。
本发明提供的基于双线性配对的信息加密方法，相较于现有技术中通过预计算将双线性配对所需要的标量乘结果预先存储于本地设备中的方式，本方法通过第一云服务器利用盲化后的待处理数据和盲化参数进行标量乘运算，得到标量乘结果，在能够保障得出的配对结果的安全性以及保障计算效率的同时，不需要预先存储大量的数据，减少了对本地存储资源的占用。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于双线性配对的信息加密装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于双线性配对的信息加密方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于双线性配对的信息加密装置的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种基于双线性配对的信息加密设备的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的核心是提供一种基于双线性配对的信息加密方法，能够在提高基于双线性配对的信息加密的方法的效率的基础上，减少对本地存储资源的占用；本发明的另一核心是提供一种基于双线性配对的信息加密装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种基于双线性配对的信息加密方法的流程图。如图1所示，一种基于双线性配对的信息加密方法包括：
S10：对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据。
需要说明的是，由于需要利用第一云服务器进行标量乘法运算，因此，本步骤首先对待处理数据进行第一盲化操作，以避免第一云服务器获取到真实的待处理数据，避免造成信息安全问题，且本实施例对第一盲化操作的具体方式不做限定。可以理解的是，对待处理数据进行盲化的原理是，将待处理数据盲化为椭圆曲线上随机分布的点，即得到目标数据。
S20：将目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由第一云服务器计算出的标量乘结果。
本步骤首先按照预设规则设置盲化参数，例如，具体可以是按照的规则设置出盲化参数{u1,u2,v1,v2}；然后再在将待处理数据进行第一盲化操作以得到目标数据之后，将得到的目标数据和盲化参数发送给第一云服务器，使得第一云服务器利用盲化参数和目标数据进行标量乘法运算，然后接收第一云服务器反馈的计算出的标量乘结果。
需要说明的是，假设目标数据为A和B，对目标数据进行标量乘计算的过程包括：
其中，SM(u1,A)表示利用盲化参数u1对目标数据A进行标量乘计算，得到对应的标量乘结果u1A。
S30：对标量乘结果进行还原，将还原后的标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由第二云服务器利用还原后的标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果。
具体的，在接收到第一云服务器反馈的标量乘结果之后，由于该标量乘结果是根据盲化的目标数据计算得出的，因此在将标量乘结果发送给第二云服务器之前，需要先对标量乘结果进行还原，然后将还原后的标量乘结果发送给第二云服务器，以便第二云服务器利用还原后的标量乘结果进行双线性配对计算，得出对应的返回结果。
需要说明的是，本实施例中的第一云服务器和第二云服务器可以是相同的云服务器，也可以是不同的云服务器，本实施例对此不做限定。
S40：对返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用配对结果进行信息加密操作。
需要说明的是，由于第二云服务器计算出的返回结果是根据利用盲化参数盲化后得出的标量乘结果进行双线性配对计算得出的，因此，需要对返回结果进行结果恢复，得出非盲化的配对结果，再利用得出的配对结果进行信息加密操作。需要说明的是，利用配对结果进行信息加密操作的具体实现方式是本领域技术人员的公知常识，因此此处不做赘述。
本发明实施例提供的基于双线性配对的信息加密方法，通过在对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据后，将目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由第一云服务器计算出的标量乘结果；然后对标量乘结果进行还原，将还原后的标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由第二云服务器利用还原后的标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果；再对返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用配对结果进行信息加密操作。可见，相较于现有技术中通过预计算将双线性配对所需要的标量乘结果预先存储于本地设备中的方式，本方法通过第一云服务器利用盲化后的待处理数据和盲化参数进行标量乘运算，得到标量乘结果，在能够保障得出的配对结果的安全性以及保障计算效率的同时，不需要预先存储大量的数据，减少了对本地存储资源的占用。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，第一云服务器的数量具体为多个，对应的，将目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由第一云服务器计算出的标量乘结果的过程具体为：
将目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给各第一云服务器；
接收由各第一云服务器计算出的第一标量乘结果；
将各第一标量乘结果进行汇总，得到标量乘结果。
具体的，本实施例中，是通过设置多个第一云服务器进行标量乘计算的操作，即，通过将目标数据和盲化参数分发给多个不同的第一云服务器分别执行对应的标量乘计算，在各第一云服务器分别进行计算后，接收各第一云服务器分别计算出的第一标量乘结果，然后通过将各第一标量乘结果进行汇总，得出对应的标量乘结果。
可见，本实施例通过利用多个第一云服务器执行标量乘计算，能够进一步提升得出标量乘结果的效率，进而提高进行信息加密的效率。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，在将目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由第一云服务器计算出的标量乘结果之后，进一步包括：
利用预设的验证条件对标量乘结果进行验证，在满足预设的验证条件的情况下进入对标量乘结果进行还原，将还原后的标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由第二云服务器利用还原后的标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果的步骤。
具体的，本实施例是在获取到标量乘结果之后，进一步利用预设的验证条件对标量乘结果进行验证，在确定出标量乘结果满足该预设的验证条件之后，再进入后续双线性配对计算的步骤。
需要说明的是，在一种具体实施中，具体的验证过程包括：椭圆曲线通常可以用如下方程的形式来定义：y2＝x3+ax+b并且用E＝{a,b,p}表示该椭圆曲线上的参数集；通过a'和b'表示盲化后的椭圆曲线上的参数，且a'＝(a+k3p)(modN)，b'＝(b+k4p)(modN)；通过选择一个大素数q，并计算N＝pq；对待处理数据P(x,y)进行第一盲化操作，得到盲化的目标数据P'(x',y')，其中，x'＝(x+k1p)(modN)，y'＝(y+k2p)(modN)。获取随机产生的整数k1,k2,k3,k4,k5,k6,r1和r2，并且r1,r2＜m，其中，m是安全参数。从两个第一云服务器中选择一个第一云服务器并发送第一计算请求：Q1＝s1P'和Q3＝r1Q1+r2P'；然后向另一个第一云服务器发送第二计算请求：Q2＝s2P'；s1和s2表示盲化参数，s1＝(s+k5p)(modN)，s2＝(r1s+r2+k6p)(modN)，然后接收两个第一云服务器分别返回的Q1，Q2和Q3；计算并判断Q3＝Q2(modp)是否成立；若等式成立，则通过计算R＝Q1(modp)，对标量乘结果进行还原；若等式不成立，则表示该标量乘结果有误，因此，拒绝第一云服务器返回的结果。
可见，本实施例通过进一步对标量乘结果进行验证，能够进一步保障后续步骤的准确度。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，在对返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用配对结果进行信息加密操作之前，进一步包括：
利用返回结果的参数关系和预先设置的秘密值验证返回结果是否正确；
若正确，则进入对返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用配对结果进行信息加密操作的步骤。
具体的，在接收到第二云服务器返回的返回结果之后，根据返回结果的参数关系和预先设置的秘密值，对返回结果进行验证，判断该返回结果是否正确。若正确，则通过对返回结果进行恢复的方式，得到对应的配对结果。
更具体的，一种具体的验证过程为：通过向两个第二云服务器分别发送双线性配对计算的计算请求，具体包括：
U1(u1A,u2B)，U1(xv1A,v2B)，U2(v1A,v2B)，U2(xu1A,u2B)；
其中，U1(u1A,u2B)表示向第二云服务器U1发送计算e(u1A,u2B)的请求。
具体的，根据
并根据返回结果的参数关系和预先设置的秘密值x计算并判断等式L1L2＝(H1H2)x是否成立，若等式成立，则接收第二云服务器返回的返回结果，并对返回结果进行恢复，得到配对结果。
作为优选的实施方式，在利用返回结果的参数关系和预先设置的秘密值验证返回结果是否正确之后，进一步包括：
若不正确，则向第二云服务器反馈返回结果错误的信息。
具体的，若判断出等式L1L2＝(H1H2)x不成立，表示该返回结果有误，因此拒绝第二云服务器返回的返回结果，并且向第二云服务器反馈返回结果错误的信息，以便第二云服务器根据反馈的返回结果错误的信息知晓当前计算有误，进而进行再次计算，以便得出正确的返回结果。
另外需要说明的是，在本实施例中，由于盲化参数u1,u2,v1和v2是根据u1u2+v1v2＝1的预设规则设置的，因此，H1H2即为恢复的配对结果，也就是说，得出的配对结果e(A,B)＝H1H2。
上文对于本发明提供的一种基于双线性配对的信息加密方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种与该方法对应的基于双线性配对的信息加密装置、设备及计算机可读存储介质，由于装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互照应，因此装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图2为本发明实施例提供的一种基于双线性配对的信息加密装置的结构图，如图2所示，一种基于双线性配对的信息加密装置包括：
盲化模块21，用于对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据；
第一发送模块22，用于将目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由第一云服务器计算出的标量乘结果；
第二发送模块23，用于对标量乘结果进行还原，将还原后的标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由第二云服务器利用还原后的标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果；
加密模块24，用于对返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用配对结果进行信息加密操作。本发明实施例提供的基于双线性配对的信息加密装置，具有上述基于双线性配对的信息加密方法的有益效果。
图3为本发明实施例提供的一种基于双线性配对的信息加密设备的结构图，如图3所示，一种基于双线性配对的信息加密设备包括：
存储器31，用于存储计算机程序；
处理器32，用于执行计算机程序时实现如上述基于双线性配对的信息加密方法的步骤。
本发明实施例提供的基于双线性配对的信息加密设备，具有上述基于双线性配对的信息加密方法的有益效果。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述基于双线性配对的信息加密方法的步骤。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质，具有上述基于双线性配对的信息加密方法的有益效果。
以上对本发明所提供的基于双线性配对的信息加密方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (8)

1.一种基于双线性配对的信息加密方法，其特征在于，包括：
对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据；
将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果；
对所述标量乘结果进行还原，将还原后的所述标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由所述第二云服务器利用还原后的所述标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果；
对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果之后，进一步包括：
利用预设的验证条件对所述标量乘结果进行验证，在满足所述预设的验证条件的情况下进入所述对所述标量乘结果进行还原，将还原后的所述标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由所述第二云服务器利用还原后的所述标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作之前，进一步包括：
利用所述返回结果的参数关系和预先设置的秘密值验证所述返回结果是否正确；
若正确，则进入所述对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述利用所述返回结果的参数关系和预先设置的秘密值验证所述返回结果是否正确之后，进一步包括：
若不正确，则向所述第二云服务器反馈所述返回结果错误的信息。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一云服务器的数量具体为多个，对应的，所述将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果的过程具体为：
将所述目标数据和按照预设规则设置的所述盲化参数发送给各所述第一云服务器；
接收由各所述第一云服务器计算出的第一标量乘结果；
将各所述第一标量乘结果进行汇总，得到所述标量乘结果。
6.一种基于双线性配对的信息加密装置，其特征在于，包括：
盲化模块，用于对待处理数据执行第一盲化操作，得到目标数据；
第一发送模块，用于将所述目标数据和按照预设规则设置的盲化参数发送给第一云服务器，并接收由所述第一云服务器计算出的标量乘结果；
第二发送模块，用于对所述标量乘结果进行还原，将还原后的所述标量乘结果发送给第二云服务器，并接收由所述第二云服务器利用还原后的所述标量乘结果进行双线性配对计算得出的返回结果；
加密模块，用于对所述返回结果进行恢复，得到配对结果，并利用所述配对结果进行信息加密操作。
7.一种基于双线性配对的信息加密设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的基于双线性配对的信息加密方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的基于双线性配对的信息加密方法的步骤。
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