CN111447058A - 基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法 - Google Patents

基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111447058A
CN111447058A CN202010236905.4A CN202010236905A CN111447058A CN 111447058 A CN111447058 A CN 111447058A CN 202010236905 A CN202010236905 A CN 202010236905A CN 111447058 A CN111447058 A CN 111447058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resource
access terminal
resource access
attribute
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010236905.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111447058B (zh
Inventor
王锐芳
梁文静
李永娇
赵坤园
张俊松
袁俊岭
李健勇
甘勇
张启坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou University of Light Industry
Original Assignee
Zhengzhou University of Light Industry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou University of Light Industry filed Critical Zhengzhou University of Light Industry
Priority to CN202010236905.4A priority Critical patent/CN111447058B/zh
Publication of CN111447058A publication Critical patent/CN111447058A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111447058B publication Critical patent/CN111447058B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0861—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0869—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords involving random numbers or seeds
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/06—Network architectures or network communication protocols for network security for supporting key management in a packet data network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/08—Network architectures or network communication protocols for network security for authentication of entities
    • H04L63/0876—Network architectures or network communication protocols for network security for authentication of entities based on the identity of the terminal or configuration, e.g. MAC address, hardware or software configuration or device fingerprint
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/10—Network architectures or network communication protocols for network security for controlling access to devices or network resources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
    • H04L9/0819—Key transport or distribution, i.e. key establishment techniques where one party creates or otherwise obtains a secret value, and securely transfers it to the other(s)

Abstract

本发明提出一种基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法，其步骤为：图书资源认证中心和资源访问终端生成各自的公私钥对；资源访问终端与图书资源认证中心交互进行属性身份认证，各资源访问终端将属性参数发送给图书资源认证中心，验证并发送给资源存储平台；资源访问终端将共享的资源信息加密成密文上传到资源存储平台；资源访问终端根据密文确定想要查看的密文资源，资源存储平台验证其身份并打开密文资源的访问链接，资源访问终端下载密文进行解密。本发明采用密文属性认证保护个人隐私，应用属性匹配访问控制策略设置访问权限保障资源共享的安全性，采用身份和属性权限双重认证防止合谋攻击，使得物联网中图书资源共享更加灵活、高效和实用。

Description

基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法
技术领域
本发明涉及信息安全的技术领域，尤其涉及一种基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法。
背景技术
计算机技术与物联网的迅速发展与不断创新，提高了信息保存与实时交换的效率。但随之而来的计算机信息安全问题也日益显露出来，越来越多的人在享受便利的同时也更加的注重信息的安全问题。访问控制是数据信息保护的基石性技术之一，可以保障数据仅能被拥有相应权限的用户访问。设置访问控制策略划分访问权限，通过属性参数匹配获取信息的访问权限，使用不同的属性参数访问不同敏感程度的数据信息，从而保证对服务器中数据的细粒度、安全和灵活的访问。
物联网是将所有物品通过各种信息传感设备与物联网连接起来，形成的一个巨大的网络。在物联网中，各移动终端间为了保障信息安全共享的保密性、抗泄露性以及信息共享者的个人隐私，信息资源在加密后上传到云服务器，拥有权限的资源访问终端访问并下载云服务器上相对应的密文，然后解密查看。由于任何人可以随时随地的访问物联网，不受时间和地域的限制，因此，在该网络环境下对云服务器上的信息加密是对信息资源安全的重要保障。
为了防止不具有权限的终端加入群组通信，资源访问终端在进行信息资源共享的过程中需要进行身份认证。传统基于身份认证的群组密钥协商方法在进行身份认证过程中，容易暴露个人身份信息，本发明采用隐藏属性的身份认证，可以很好的保护个人隐私。目前，针对基于中国剩余定理的访问控制的研究尚未出现。一系列的挑战性问题有待解决，包括信息共享过程中访问控制策略的设置，身份认证及个人隐私保护问题等方面的工作尚无先例。
发明内容
针对现有信息资源共享方法进行身份认证过程中，容易暴露个人身份信息，无法灵活的保护敏感数据，无法确定域内资源访问终端的访问权限的技术问题，本发明提出一种基于中国剩余定理的访问控制方法，采用隐藏属性的身份认证技术在资源信息共享的身份认证过程中实现身份认证的同时又能很好的保护个人隐私，并且采用属性参数匹配划分访问权限技术，减少了每个参与者的计算和通信开销，采用身份和属性权限联合认证，避免不具有权限的终端的合谋攻击。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于中国剩余定理的访问控制方法，其步骤如下：
步骤一：信息共享网络域内的图书资源认证中心CA和各资源访问终端生成各自的公/私钥对；
步骤二：资源访问终端的注册：
A)每个资源访问终端随机选择两个数并运用各自的按指定顺序排列的属性集中的元素计算终端注册所需要的中间参数，然后将这些中间参数发送给图书资源认证中心CA；
B)图书资源认证中心CA接收到各资源访问终端发送的消息之后，与网络属性集中的属性元素做同余运算来匹配属性，验证各资源访问终端的身份，如果验证通过，图书资源认证中心CA选择一系列的随机数并进行哈希运算得到r个哈希值，并将步骤A)中匹配到的r个网络属性集中的属性元素映射到这r个哈希值并且保证这r个哈希值两两互素，并且计算终端注册所需要的中间参数。同时，CA随机选择r个属性中间参数通过计算得到属性集中每个元素的属性参数，并将这r个属性参数相加得到属性参数集合值作为访问权限值，然后，将终端注册所需要的中间参数、属性参数、访问权限值和公钥发送给各注册资源访问终端；若验证失败，则该成员不是合法成员，剔除信息共享网络域；
C)各个资源访问终端收到图书资源认证中心CA发送的消息之后，资源访问终端验证图书资源认证中心CA的身份，如果验证通过，各个资源访问终端根据注册所需的终端参数确定匹配得到的网络属性集元素，并将自己的属性元素映射成固定数值，然后根据中国剩余定理计算出各自的属性集合值，并将其公钥和属性集合值组成的消息发送给图书资源认证中心CA，各资源访问终端成功注册；
D)图书资源认证中心CA收到各资源访问终端发送的步骤D)中的消息之后，验证消息并将消息发送给资源存储平台CS；图书资源认证中心CA获取到所有注册的资源访问终端的属性参数信息，并根据属性集合值划分权限等级，图书资源认证中心CA建立一个资源访问终端的注册信息表并与资源存储平台CS共享注册信息；
步骤三：信息资源加密存储：
F)资源访问终端获取自己的属性集合值和属性参数，然后选择随机数使用属性参数计算加密所需的中间变量，计算出加密密钥和解密密钥；
G)资源访问终端使用加密密钥对信息进行加密生成加密密文，然后将密文、密文的关键字、密文的描述、加密密钥、属性权限值以及加密参数上传到资源存储平台CS上；资源存储平台CS验证资源访问终端的身份，如果验证通过，资源存储平台CS将密文相关信息发布在公共显示平台上；
步骤四：资源访问和共享：
H)每个资源访问终端根据信息资源的关键词和描述确定自己想要访问的密文，资源访问终端进行签名并从资源存储平台CS中获取属性权限值和相关属性参数，然后，用自己的属性集合值与获取的属性集合值匹配，若匹配成功，则用自己的属性集合值计算出解密密钥并获取加密密钥解密密文；若匹配失败，则用自己的属性参数与获取到的属性参数匹配，若匹配成功，得到匹配成功的属性参数，并根据匹配的属性参数确定与之匹配的属性，并将这些属性元素映射成固定数值，并且根据属性参数计算出解密信息过程中所需要的中间参数，并将这些中间参数公钥发送给CS，资源存储平台CS验证各资源访问终端的身份，如果验证通过，资源存储平台CS打开相应的资源访问链接；
I)资源访问终端从资源存储平台CS上下载相应的密文之后，根据匹配得到的属性确定网络属性集中的属性，然后，用这些属性元素根据中国剩余定理重新计算出一个新的属性集合值，计算出解密密钥，并从注册信息表中获取加密密钥，然后对密文进行解密操作。
所述步骤G)中资源访问终端的密文信息包括加密生成的密文信息、密文的关键字、密文的描述、加密密钥、属性权限值及属性参数。
所述步骤一中图书资源认证中心CA和各资源访问终端生成公私钥对的方法为：
(1)图书资源认证中心CA随机选择主密钥，并利用加法群的生成元计算其公私钥对：
图书资源认证中心CA随机选择一个正整数
Figure BDA0002431306910000031
作为私钥，并计算公钥PKA＝SKAg1；图书资源认证中心CA将(SKA,PKA)作为系统的公私钥对；其中，g1为加法群G1的生成元，
Figure BDA0002431306910000032
表示阶为q的整数集，q为加法群G1的素数阶；
(2)域内的所有资源访问终端ui随机选择公钥，然后利用加法群的生成元计算出自己的私钥：每个资源访问终端ui随机选择一个正整数
Figure BDA0002431306910000033
计算
Figure BDA0002431306910000034
和计算
Figure BDA0002431306910000035
1≤i≤n，n为域内资源访问终端的个数，
Figure BDA0002431306910000036
为资源访问终端ui的私钥，
Figure BDA0002431306910000037
为资源访问终端ui的公钥，
Figure BDA0002431306910000038
为资源访问终端ui的身份标识，H1:{0,1}*是哈希散列函数，{0,1}*表示由二进制0和1组成的任意长度的数字串集合。
所述步骤B)中验证资源访问终端的身份的方法为：
1)拥有有序属性集
Figure BDA0002431306910000039
的资源访问终端ui选择两个随机数οi,
Figure BDA00024313069100000310
并使用有序属性集中的属性元素计算中间变量
Figure BDA00024313069100000311
然后资源访问终端ui将信息
Figure BDA0002431306910000041
发送给图书资源认证中心CA；其中，1≤i≤n，n为域内资源访问终端的个数，λi≠1,0，
Figure BDA0002431306910000042
表示阶为q的整数集，q为加法群G1的素数阶；有序属性集
Figure BDA0002431306910000043
ri∈N*且属性
Figure BDA0002431306910000044
ri表示资源访问终端ui的第ri个属性，Attr表示图书资源认证中心CA的按从大到小的顺序排列的网络属性集；
2)图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的消息
Figure BDA0002431306910000045
后，图书资源认证中心CA用网络属性集
Figure BDA0002431306910000046
中的属性元素与接收到的中间变量做同余运算
Figure BDA0002431306910000047
来验证资源访问终端ui的身份；若同余运算的结果不同，则图书资源认证中心CA将该资源访问终端剔除出信息共享网络域；若同余运算的结果相同，则图书资源认证中心CA确定资源访问终端ui的属性并且确定资源访问终端ui是一个合法用户，然后图书资源认证中心CA选择两个随机数pi,
Figure BDA0002431306910000048
计算整数
Figure BDA00024313069100000429
并且保证整数p1,p2,...,
Figure BDA00024313069100000410
两两互素，并将网络属性集Attr中的属性元素映射到两两互素的整数p1,p2,...,
Figure BDA00024313069100000411
图书资源认证中心CA计算中间变量
Figure BDA00024313069100000428
和
Figure BDA00024313069100000413
然后图书资源认证中心CA选择一个随机数
Figure BDA00024313069100000414
以及与网络属性集
Figure BDA00024313069100000415
相匹配的属性中间参数
Figure BDA00024313069100000430
计算属性参数
Figure BDA00024313069100000431
和属性权限值
Figure BDA00024313069100000419
Figure BDA00024313069100000420
并将消息
Figure BDA00024313069100000421
传送给注册的资源访问终端ui；
其中，Attr表示网络域中所有资源访问终端的属性集并集，ri≤R,
Figure BDA00024313069100000422
网络属性Aj＜Aj+1，j＜R，R∈N*表示网络属性集Attr的数量，N*表示正整数集，ri表示资源访问终端ui的第ri个属性，1≤j≤R,pj,ιj≠1,0，
Figure BDA00024313069100000432
是哈希散列函数，
Figure BDA00024313069100000424
为资源访问终端ui的私钥，g1为加法群G1的生成元，
Figure BDA00024313069100000433
为资源访问终端的属性参数，Φi是资源访问终端ui的属性权限值，Bi,0和
Figure BDA00024313069100000427
为资源访问终端注册所需的中间变量。
所述步骤C)中资源访问终端成功注册的方法为：
资源访问终端ui接收到图书资源认证中心CA发送的信息
Figure BDA0002431306910000051
后，资源访问终端ui计算中间变量
Figure BDA0002431306910000052
并通过验证等式
Figure BDA0002431306910000053
是否成立验证图书资源认证中心CA的身份，如果验证不通过，则表示注册失败，广播图书资源认证中心CA是假冒的图书资源认证中心；
如果验证通过，资源访问终端ui计算数字签名
Figure BDA0002431306910000054
和中间变量
Figure BDA00024313069100000520
然后获取网络属性集Attr＝{A1,A2,...,Aj,...,AR}中匹配属性元素的映射值
Figure BDA00024313069100000521
资源访问终端ui利用有序属性集
Figure BDA0002431306910000057
的属性元素映射到整数：
Figure BDA00024313069100000522
然后根据中国剩余定理构造出一个单变量线性同余方程组
Figure BDA0002431306910000059
假设
Figure BDA00024313069100000510
和Pj＝P/pj，
Figure BDA00024313069100000511
然后计算中间变量
Figure BDA00024313069100000512
即Pjtj≡1(mod pj)，则将在模P的意义下得到的单变量线性同余方程组唯一解
Figure BDA00024313069100000513
作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui发送消息
Figure BDA00024313069100000514
给图书资源认证中心CA表示资源访问终端成功注册；
其中，
Figure BDA00024313069100000515
为资源访问终端ui的公钥，
Figure BDA00024313069100000523
表示资源访问终端ui的各属性元素映射的整数，xi表示资源访问终端ui的属性集合值，
Figure BDA00024313069100000517
P、Pj、tj为资源访问终端ui注册所需的中间变量；
Figure BDA00024313069100000518
为资源访问终端ui的数字签名；
Figure BDA00024313069100000524
为资源访问终端注册所需的中间变量，e(·)是可计算的双线性映射函数；
同时，图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的信息
Figure BDA0002431306910000061
之后，图书资源认证中心CA计算中间变量
Figure BDA0002431306910000062
并通过验证等式
Figure BDA0002431306910000063
是否成立验证资源访问终端ui的身份，如果等式不成立，图书资源认证中心CA拒绝资源访问终端ui的注册；如果等式成立，则将信息
Figure BDA0002431306910000064
发送给资源存储平台CS；图书资源认证中心CA构建一个注册信息表与资源存储平台CS共享所有资源访问终端的信息资源。
所述资源访问终端ui验证等式
Figure BDA0002431306910000065
成立的方法为：
Figure BDA0002431306910000066
所述图书资源认证中心CA验证等式
Figure BDA0002431306910000067
的方法为：
Figure BDA0002431306910000068
所述步骤G)中资源存储平台CS验证资源访问终端身份和将密文信息发布的方法为：
(31)资源访问终端uk通过计算获取其属性参数
Figure BDA00024313069100000623
和属性集合值
Figure BDA00024313069100000610
然后资源访问终端uk计算中间变量
Figure BDA00024313069100000611
资源访问终端uk选择一个随机数
Figure BDA00024313069100000612
计算中间变量
Figure BDA00024313069100000613
资源访问终端uk将
Figure BDA00024313069100000614
作为加密密钥，
Figure BDA00024313069100000615
为解密密钥；其中，1≤k≤n,k≠i，n为域内资源访问终端的个数，
Figure BDA00024313069100000616
和
Figure BDA00024313069100000617
为信息加密存储所需的中间变量，ηk≠1,0；g1为加法群G1的生成元，P、Pj、tj为资源访问终端ui注册所需的中间变量，rk表示资源访问终端uk的属性个数，
Figure BDA00024313069100000624
表示资源访问终端uk的第j个属性的映射值，
Figure BDA00024313069100000618
为资源访问终端uk的私钥；
(32)资源访问终端uk用加密密钥
Figure BDA00024313069100000619
对要共享的信息
Figure BDA00024313069100000620
加密：资源访问终端uk选择一个随机数
Figure BDA00024313069100000621
并计算中间变量
Figure BDA00024313069100000622
Figure BDA0002431306910000071
则加密后的密文信息为ck＝(υk,Vk)；资源访问终端uk将密文信息ck＝(υk,Vk)、密文信息的关键字Keywordsk、密文信息的描述Dk、加密密钥
Figure BDA0002431306910000072
和加密参数
Figure BDA0002431306910000073
发送给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure BDA0002431306910000074
是否成立验证资源访问终端uk的身份，如果验证通过，资源存储平台CS将信息
Figure BDA00024313069100000720
发布在公共云平台显示；如果验证不通过，则表示该资源访问终端不是网络域中的合法成员，拒绝其上传共享信息，并将其剔除出网络域；
其中，
Figure BDA0002431306910000077
为明文空间，υk和Vk表示共享信息上传所需的中间变量，
Figure BDA0002431306910000078
资源访问终端uk的公钥，PKA为图书资源认证中心CA的公钥，Keywordsk为密文信息的关键字，Dk是密文信息的描述，
Figure BDA00024313069100000721
是资源访问终端uk的属性参数，Φk为资源访问终端uk的属性权限值，
Figure BDA00024313069100000722
为哈希函数，G2为乘法循环群。
所述步骤H)中资源存储平台打开资源访问的方法为：每一个资源访问终端ui根据信息资源的关键词和描述确定想要访问的信息，并查看信息查看者需要匹配的属性权限值和属性参数，资源访问终端ui首先确定想要访问的信息资源的上传者uk的属性权限值Φk与自己的属性权限值Φi相同，则根据自己属性集合值xi计算出解密密钥，然后获取加密密钥解密密文；
否则资源访问终端ui确定想要访问的信息资源的上传者uk的属性参数
Figure BDA00024313069100000723
与自己的属性参数
Figure BDA00024313069100000724
相匹配，从而确定匹配的对应属性，然后计算中间变量
Figure BDA00024313069100000713
和
Figure BDA00024313069100000714
并将匹配的属性映射到整数
Figure BDA00024313069100000725
然后发送消息
Figure BDA00024313069100000726
给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure BDA00024313069100000717
是否成立验证资源访问终端ui的身份，如果验证通过，资源存储平台CS打开资源访问链接；
其中，1≤i≤n，ψi和σi均为资源访问所需的中间变量，
Figure BDA00024313069100000727
均为资源访问终端ui的有序属性集
Figure BDA00024313069100000719
的属性，H1(·)表示哈希散列函数。
所述步骤I)中资源访问终端对密文信息进行解密操作的方法为：资源访问终端ui访问链接并下载相应的密文信息ck＝(υk,Vk)，然后根据属性参数匹配得到对应的属性并映射到整数
Figure BDA00024313069100000816
并根据匹配正确的属性参数从网络属性集Attr中选择相应的属性并获取属性的映射整数p1,p2,...,
Figure BDA0002431306910000082
然后根据中国剩余定理重新构造出一个单变量线性同余方程组
Figure BDA0002431306910000083
假设
Figure BDA0002431306910000084
和Pj＝P/pj，
Figure BDA0002431306910000085
然后计算中间变量
Figure BDA0002431306910000086
即Pjtj≡1(mod pj)，则在模P的意义下得到单变量线性同余方程组唯一解
Figure BDA0002431306910000087
作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui计算
Figure BDA0002431306910000088
作为其解密密钥，同样的，资源访问终端ui从注册信息表中获取加密密钥
Figure BDA0002431306910000089
网络系统中的任意资源访问终端ui，1≤i≤n,i≠k用自己的解密密钥
Figure BDA00024313069100000810
解密密文ck＝(υk,Vk)，计算明文
Figure BDA00024313069100000811
其中，P、Pj、tj为资源共享所需的中间变量，H3(·)表示哈希散列函数。
所述资源存储平台CS验证等式
Figure BDA00024313069100000812
的方法是：
Figure BDA00024313069100000813
所述资源存储平台CS验证等式
Figure BDA00024313069100000814
的方法是：
Figure BDA00024313069100000815
本发明的有益效果：域内资源访问终端在进行信息资源访问前通过隐藏属性的身份认证技术进行身份认证；确认各个资源访问终端的身份后，根据中国剩余定理用资源访问终端的属性值计算属性集合值，并获取相对应的属性参数和属性权限值，根据属性参数和属性权限值的匹配情况确定成员的访问权限，拥有不同属性集的成员拥有不同的访问权限，从而访问不同敏感程度的信息，很好地保障了信息资源的安全性和抗泄露性。本发明域内资源访问终端采用非对称加密算法对共享信息进行加密然后上传到云服务器，需要访问该共享信息且有权限的成员下载并根据资源存储平台中的参数计算出解密密钥进行解密查看；采用隐藏属性的身份认证技术在资源信息共享的身份认证过程中实现个人隐私保护及身份认证的效果，并且根据属性参数和属性权限值的匹配情况设置访问控制策略确定成员的访问权限，打破了传统访问策略中设置策略树划分访问权限造成通信量与计算量较大的问题，避免了多层级结点间的参数传递，减少了每个参与者的计算和通信开销，在访问云服务器上的资源时，采用身份和属性权限联合认证技术，避免不具有权限的终端的合谋攻击。本发明采用密文属性认证技术保护个人隐私，并且设置基于密文属性的访问控制策略设置访问权限保障资源共享的安全性，使得信息共享过程中的计算及通信更为轻量级，在访问信息资源时，采用身份和权限双重认证防止合谋攻击，使得物联网中信息资源共享更加灵活、高效和实用，具有重要的领域研究意义和商业应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明实施例1的资源信息共享的具体信息传输示意图。
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付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。
针对物联网通信复杂环境下，网络中的各移动终端间在信息安全共享时涉及到通信信息的保密性、完整性和抗泄露性的问题；同时，在物联网中，移动终端可以随时随地的访问物联网造成通信环境人员复杂、随机性大等问题。在此背景下，本发明提出一种基于中国剩余定理的访问控制方法，如图1所示，实现信息共享网络域内资源信息的安全共享。首先，域内的图书资源认证中心CA随机选择主加密密钥，并计算对应的公/私钥对，域内的各资源访问终端随机选择公钥，然后利用加法群的生成元计算出自己的私钥；其次，域内各资源访问终端用自己的属性计算终端注册所需的中间变量发送给域内的图书资源认证中心CA，域内的图书资源认证中心CA使用网络属性集与资源访问终端属性进行同余运算，若同余运算结果相同，确定各资源访问终端的身份，然后计算相应的属性参数和属性权限值，然后域内的图书资源认证中心CA将终端注册所需的中间参数、属性参数、属性权限值和公钥发送给各资源访问终端，各资源访问终端接收到消息之后验证图书资源认证中心CA的身份，如果验证通过，各资源访问终端计算出终端注册所需的中间变量，并对自己的属性进行隐藏，然后根据中国剩余定理计算出属性集合值，然后将中间变量、属性集合值和公钥发送给图书资源认证中心CA，各资源访问终端注册完成。域内的图书资源认证中心CA接收到各资源访问终端发送的消息之后，验证各资源访问终端的身份，如果验证通过，将消息发送给资源存储平台。这样，图书资源认证中心CA获取到所有注册资源访问终端的属性信息，并建立一个资源访问终端的注册信息表并与资源存储平台CS共享这些注册信息，资源访问终端使用相应的属性参数计算加密所需的中间变量，并选择随机数用自己的属性权限值计算相关参数，然后计算出加密密钥和解密密钥，资源访问终端使用加密密钥对信息进行加密生成加密密文，并将加密密文、密文的关键字、密文的相关描述、加密密钥以及相关加密参数上传到资源存储平台CS上。资源存储平台CS验证资源访问终端的身份，如果验证通过，资源存储平台CS将密文信息发布在公共显示平台上；最后，资源访问终端根据信息资源的关键词和相关描述确定自己想要访问的加密密文，确定要访问的加密密文之后，资源访问终端进行签名并将相关参数信息发送给资源存储平台CS；资源存储平台CS验证各资源访问终端的身份，如果验证通过，资源存储平台CS打开相应的资源访问链接；资源访问终端从资源存储平台CS上下载相应的加密密文之后，根据属性参数匹配确定相应的属性，根据中国剩余定理计算出相应的属性集合值，资源访问终端计算解密所需的中间参数，然后计算出解密密钥，并从信息表中获取加密密钥，然后对密文进行解密操作。
1.本发明所涉及的理论基础知识和相关定义
1.1双线性映射问题
定义1.双线性映射：设G1为加法群，其生成元为g1，即G1＝<g1>，G2为乘法循环群。G1和G2具有共同的大素数阶q，
Figure BDA0002431306910000103
是安全参数，且加法群G1和乘法循环群G2上的离散对数是困难的，加法群G1和乘法循环群G2是一对双线性群，e是可计算的双线性映射，且e:G1×G1→G2，其具有如下性质：
性质1.双线性：对所有的生成元u,v∈G1及参数
Figure BDA0002431306910000101
有e(au,bv)＝e(u,v)ab；其中，
Figure BDA0002431306910000102
表示阶为q的整数集。
性质2.非退化性：存在生成元u,v∈G1，使得e(v,u)≠1。
性质3.可计算性：存在有效的算法，对于生成元u,v∈G1可计算e(v,u)。
推理1.对所有的生成元u1,u2,v∈G1，有e(u1+u2,v)＝e(u1,v)e(u2,v)。
1.2计算复杂性问题
定义1.离散对数问题(DLP)：对于等式Y＝aP，其中，生成元Y,P∈G1，参数a＜q。如果参数a和生成元P已知，很容易计算出生成元Y。但是已知生成元P和生成元Y，计算出参数a的概率在多项式时间内可以忽略不计。
定义2.决策双线性Diffie-Hellman问题(DBDH)：假设G1＝<g1>是一个加法群，G2＝＜g1,g1>是一个乘法循环群，加法群G1和乘法循环群G2具有共同的大素数阶q，
Figure BDA0002431306910000112
Figure BDA0002431306910000113
是安全参数，且加法群G1和乘法循环群G2上的离散对数是困难的，加法群G1和乘法循环群G2是一对双线性群，e是可计算的双线性映射，e:G1×G1→G2。对于任意
Figure BDA0002431306910000114
g1∈G1，g2∈G2和π∈G2，两个三元组(g1,g2,ag1,bg1,cg1,e(g1,g1)abc)和(g1,g2,ag1,bg1,cg1,π)在计算上是无法区分的。
实施例1
复杂信息共享情况下，域内的图书资源认证中心需要对信息共享成员进行身份认证，但在提供身份信息时，身份信息容易泄露或者被窃取。出于安全考虑，信息共享多方认证的同时，需要对个人身份隐私进行保护。在信息共享时，还要保障通信信息的保密性、完整性和抗泄露性，要求符合访问控制策略的成员才能共享信息。针对此应用背景下，本发明提出了一种基于中国剩余定理的访问控制方法，如图1所示，其步骤如下：①参与信息资源共享的资源访问终端首先进行参数初始化，分别产生各自的公/私钥对；②域内的资源访问终端注册：在进行信息加密存储及信息资源访问之前首先对域内资源访问终端进行隐藏属性的身份认证，并根据资源访问终端各自的属性集计算出相应的属性参数、属性权限值和属性集合值，并将各自的身份信息、公钥和属性集合值传送给图书资源认证中心CA，图书资源认证中心CA验证接收信息的正确性之后并将信息发送给资源存储平台CS；③信息加密存储：各资源访问终端获取属性参数和属性集合值计算相关参数并计算出加密密钥和解密密钥，然后资源访问终端对自己共享的数据信息加密，然后将加密后的密文、密文的关键字、密文的相关描述、加密密钥和相关计算参数上传到资源存储平台CS上；④资源访问终端根据密文的关键字、密文的相关描述以及属性参数和属性集合值匹配情况确定自己要访问的信息资源，然后将自己的身份信息、公钥、属性参数和属性集合值发送给资源存储平台CS，资源存储平台CS验证资源访问终端的身份，验证通过，打开信息资源的访问链接，资源访问终端访问该链接下载密文，然后根据相关计算参数计算出解密密钥对密文进行解密访问。整个系统模型图如图2所示。
步骤一：信息共享网络初始化协议参数，生成图书资源认证中心CA和各资源访问终端的公/私钥对。
假设信息共享网络中包含一个图书资源认证中心CA、一个资源存储平台CS和n个资源访问终端，图书资源认证中心CA是一个主要用于身份认证、用户注册和属性密钥分发的可信任实体，它还可以生成系统公共参数和主密钥。资源存储平台CS是一个主要用于不同访问权限信息的分类和存储的重要的实体。n个资源访问终端的集合用U＝{u1,u2,...,un}表示，相应的n个资源访问终端的身份集合用
Figure BDA0002431306910000121
表示。图书资源认证中心CA定义一个按指定顺序排列的网络属性序列ATTR＝A1|A2|...|AR，相对应的网络属性集为Attr＝{A1,A2,...,Aj,...,AR}，且网络属性Aj＜Aj+1，j＜R，网络属性集是网络域中所有终端的属性的并集的属性个数，r是资源访问终端的属性集中属性的个数，j表示的都是第j个属性，R∈N*表示网络属性的数量。
Figure BDA0002431306910000122
为信息共享网络中资源访问终端ui的有序属性集，且1≤ri≤R，与网络属性集排列顺序相对应
Figure BDA0002431306910000123
attri表示资源访问终端ui的属性集，null表示该属性元素为空，
Figure BDA0002431306910000124
ri∈N*并且属性
Figure BDA0002431306910000125
ri表示资源访问终端ui的第ri个属性，N*表示正整数。属性
Figure BDA0002431306910000126
与网络属性Aj、Aj+1是相同的。
如果资源访问终端想要存储加密信息到云服务器上或者想要访问云服务器上加密的信息，必须在图书资源认证中心隐藏属性注册，并获得相应的数据存储和访问权限。
信息共享网络域内的图书资源认证中心CA和网络中各资源访问终端生成各自的公/私钥对的方法为：
域内的图书资源认证中心CA随机选择一个正整数
Figure BDA0002431306910000127
作为系统私钥，并计算公钥PKA＝SKAg1；域内的图书资源认证中心CA将(SKA,PKA)作为系统的公/私钥对；域内每个资源访问终端ui随机选择一个正整数
Figure BDA0002431306910000128
计算
Figure BDA0002431306910000129
Figure BDA00024313069100001210
是资源访问终端ui的私钥。然后计算它的公钥
Figure BDA00024313069100001211
系统参数为params＝(PKA,q,G1,G2,g1,e,H1,H2,H3)；其中，g1为加法群G1的生成元，
Figure BDA00024313069100001212
表示阶为q的整数集，q为加法群G1的素数阶；1≤i≤n，n为域内资源访问终端的个数，
Figure BDA00024313069100001213
为资源访问终端ui的私钥，
Figure BDA00024313069100001214
为资源访问终端ui的公钥，
Figure BDA00024313069100001215
为资源访问终端ui的身份标识，e是可计算的双线性映射。
Figure BDA00024313069100001219
和
Figure BDA00024313069100001220
是三个哈希散列函数，{0,1}*表示由二进制0和1组成的任意长度的数字串集合。
步骤二：资源访问终端与图书资源认证中心CA通信实现资源访问终端的注册。
为了防止未授权的资源访问终端参与信息资源共享，仅允许拥有权限的资源访问终端参与信息加密存储和信息资源访问。本发明采用隐藏属性的身份认证方式，在信息上传和信息访问前先对域内的资源访问终端进行身份认证，避免其它未经授权的用户参与。并且根据每个资源访问终端的属性参数的多少划分用户的访问权限，计算出各自的属性集合值，不同权限的资源访问终端访问不同敏感程度的信息资源，避免敏感信息的泄露。然后各资源访问终端将自己的身份信息、公钥和属性参数信息发送给图书资源认证中心CA，图书资源认证中心CA验证这些信息的正确性之后，将这些信息发送给资源存储平台CS。并且图书资源认证中心CA将每个资源访问终端的注册信息建成一个注册信息表与资源存储平台CS共享，以便之后资源访问终端访问资源存储平台CS上的信息资源。
本发明实现了域内信息的安全共享，具有传统身份认证的功能，同时可以保护个人隐私问题，并且根据属性划分访问权限，不同的权限访问不同敏感程度的数据，避免了敏感信息的泄露。资源访问终端注册的具体实现方法为：
(1)拥有有序属性集
Figure BDA0002431306910000131
的资源访问终端ui选择两个随机数οi,
Figure BDA0002431306910000132
，并使用属性集中的属性元素计算中间变量
Figure BDA00024313069100001315
然后资源访问终端ui将信息
Figure BDA0002431306910000134
发送给图书资源认证中心CA；其中，1≤i≤n，λi≠1,0，
Figure BDA0002431306910000135
表示阶为q的整数集，q为加法群G1的素数阶；有序属性集
Figure BDA0002431306910000136
ri∈N*且属性
Figure BDA0002431306910000137
即属性按照从大到小的顺序排列，ri表示资源访问终端ui的第ri个属性，Attr表示图书资源认证中心CA按从大到小的顺序排列的网络属性集。
(2)图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的消息
Figure BDA0002431306910000138
后，图书资源认证中心CA用网络属性集
Figure BDA0002431306910000139
中对应的属性元素与接收到的中间变量做同余运算
Figure BDA00024313069100001310
来验证资源访问终端ui的身份，若同余运算的结果相同，则图书资源认证中心CA确定资源访问终端ui的属性并且确定资源访问终端ui是一个合法用户，然后图书资源认证中心CA选择两个随机数pi,
Figure BDA00024313069100001311
计算整数
Figure BDA00024313069100001316
并且保证整数
Figure BDA00024313069100001317
两两互素，并将网络属性集Attr中的属性元素映射到这些两两互素的整数
Figure BDA00024313069100001318
图书资源认证中心CA计算中间变量
Figure BDA00024313069100001424
和
Figure BDA0002431306910000142
然后图书资源认证中心CA选择一个随机数
Figure BDA0002431306910000143
以及与网络属性集
Figure BDA0002431306910000144
相匹配的属性中间参数
Figure BDA0002431306910000145
计算属性参数
Figure BDA00024313069100001425
和属性权限值
Figure BDA0002431306910000147
并将消息
Figure BDA0002431306910000148
传送给注册的资源访问终端ui；若同余运算的结果不同，则图书资源认证中心CA将该资源访问终端剔除出信息共享网络域；其中，Attr表示整个网络域中所有资源访问终端属性的并集，ri≤R,
Figure BDA0002431306910000149
网络属性Aj＜Aj+1，j＜R，R∈N*表示网络属性的数量，ri表示资源访问终端ui的第ri个属性，1≤j≤R,pj,ιj≠1,0，
Figure BDA00024313069100001426
是哈希散列函数，
Figure BDA00024313069100001411
为资源访问终端ui的私钥，g1为加法群G1的生成元，
Figure BDA00024313069100001412
Bi,0表示资源访问终端注册所需的中间变量，
Figure BDA00024313069100001427
为资源访问终端的属性参数，Φi是资源访问终端ui的属性权限值，
Figure BDA00024313069100001414
为资源访问终端注册所需的中间变量；
(3)资源访问终端ui接收到图书资源认证中心CA发送的信息
Figure BDA00024313069100001415
之后，资源访问终端ui计算中间变量
Figure BDA00024313069100001416
并通过验证等式
Figure BDA00024313069100001417
是否成立验证图书资源认证中心CA的身份，如果验证通过，资源访问终端ui计算数字签名
Figure BDA00024313069100001418
和中间变量
Figure BDA00024313069100001428
然后获取网络属性集Attr＝{A1,A2,...,Aj,...,AR}中与之相匹配的属性元素的映射值
Figure BDA00024313069100001429
拥有有序属性集
Figure BDA00024313069100001421
的资源访问终端ui计算
Figure BDA00024313069100001430
将有序属性集中的属性元素映射到整数，然后根据中国剩余定理构造出一个单变量线性同余方程组
Figure BDA0002431306910000151
假设
Figure BDA0002431306910000152
和Pj＝P/pj，
Figure BDA0002431306910000153
然后计算中间变量
Figure BDA0002431306910000154
即Pjtj≡1(mod pj)，则在模P的意义下得到一元线性同余方程组唯一解
Figure BDA0002431306910000155
并将这个唯一解作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui发送消息
Figure BDA0002431306910000156
给图书资源认证中心CA表示资源访问终端成功注册；如果验证不通过，则表示注册失败，广播图书资源认证中心CA是假冒的图书资源认证中心；其中，
Figure BDA0002431306910000157
为资源访问终端ui的公钥，
Figure BDA0002431306910000158
表示资源访问终端ui属性集中的属性元素映射的固定值，xi表示资源访问终端ui的属性集合值，
Figure BDA0002431306910000159
P、Pj、tj为资源访问终端ui注册所需的中间变量；
Figure BDA00024313069100001510
为资源访问终端ui的数字签名；
Figure BDA00024313069100001511
为资源访问终端注册所需的中间变量e(·)是可计算的双线性映射。
验证等式
Figure BDA00024313069100001512
成立的方法为：
Figure BDA00024313069100001513
(4)图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的信息
Figure BDA00024313069100001514
之后，图书资源认证中心CA计算中间变量
Figure BDA00024313069100001515
并通过验证等式
Figure BDA00024313069100001516
是否成立验证资源访问终端ui的身份，如果等式不成立，图书资源认证中心CA拒绝资源访问终端ui的注册；如果等式成立，则将该信息发送给资源存储平台CS，资源访问终端ui注册成功后，图书资源认证中心CA构建一个注册信息表与资源存储平台CS共享信息资源。注册信息表包含的内容是网络属性集中的属性相应参数、网络属性集中各属性的映射值、各资源访问终端属性和公钥。
其中，验证等式
Figure BDA00024313069100001517
的方法为：
Figure BDA0002431306910000161
步骤三：信息资源加密存储。
域内的资源访问终端将自己的信息资源加密，然后将加密密文、密文关键字、密文的相关描述、加密密钥和加密参数上传到资源存储平台CS上，过程如下：
(1)每个资源访问终端可以加密他们要共享的信息并上传到云服务台CS上，与其属性权限值相同或属性参数相匹配的任意成员可以访问下载其资源。资源访问终端uk通过计算获取其属性参数
Figure BDA00024313069100001624
和属性集合值
Figure BDA0002431306910000163
然后资源访问终端uk计算中间变量
Figure BDA0002431306910000164
资源访问终端uk选择一个随机数
Figure BDA0002431306910000165
并计算中间变量
Figure BDA0002431306910000166
资源访问终端uk将
Figure BDA0002431306910000167
作为加密密钥，
Figure BDA0002431306910000168
为解密密钥；其中，1≤k≤n,k≠i，
Figure BDA0002431306910000169
和
Figure BDA00024313069100001610
为信息加密存储所需的中间变量，ηk≠1,0；g1为加法群G1的生成元，P、Pj、tj为资源访问终端ui注册所需的中间变量，rk表示资源访问终端uk的属性个数，
Figure BDA00024313069100001625
表示资源访问终端uk的第j个属性的映射值，
Figure BDA00024313069100001611
为资源访问终端uk的私钥。
(2)资源访问终端uk用加密密钥
Figure BDA00024313069100001612
对他要共享的信息
Figure BDA00024313069100001613
加密：资源访问终端uk选择一个随机数
Figure BDA00024313069100001614
并计算中间变量
Figure BDA00024313069100001615
Figure BDA00024313069100001616
则加密后的密文信息为ck＝(υk,Vk)；资源访问终端uk将密文信息ck＝(υk,Vk)、密文信息的关键字Keywordsk、密文信息的描述Dk、加密密钥
Figure BDA00024313069100001617
和加密参数
Figure BDA00024313069100001618
发送给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure BDA00024313069100001619
是否成立验证资源访问终端uk的身份，如果验证通过，资源存储平台CS将信息
Figure BDA00024313069100001620
发布在公共云平台显示；其中，
Figure BDA00024313069100001621
为明文空间，υk、Vk表示共享信息上传所需的中间变量，
Figure BDA00024313069100001622
资源访问终端uk的公钥，PKA为图书资源认证中心CA的公钥，Keywordsk为密文信息的关键字，Dk是密文信息的描述，是密文信息的方向、用途等概括性的重点描述，
Figure BDA00024313069100001626
是资源访问终端uk相应的属性参数，Φk为资源访问终端uk的属性权限值，
Figure BDA00024313069100001719
为哈希函数，G2为乘法循环群。验证等式
Figure BDA0002431306910000172
的方法是：
Figure BDA0002431306910000173
步骤四：资源访问和共享
域内的资源访问终端根据密文的关键字、密文的描述以及自己的属性参数确定自己访问的信息资源，然后从资源存储平台CS上下载该资源并解密密文进行访问查看，过程如下：
(1)每一个资源访问终端ui根据信息资源的关键词和描述确定想要访问的信息，并查看信息查看者需要匹配的属性权限值和属性参数，如果资源访问终端ui确定想要访问的信息资源的上传者uk的属性权限值Φk与自己的属性权限值Φi相同，则可根据自己属性集合值计算出解密密钥
Figure BDA0002431306910000174
同样的，资源访问终端ui从注册信息表中获取加密密钥
Figure BDA0002431306910000175
网络系统中的任意成员ui，1≤i≤n,i≠k用自己的有效解密密钥
Figure BDA0002431306910000176
解密密文ck＝(υk,Vk)，计算明文
Figure BDA0002431306910000177
否则资源访问终端ui确定想要访问的资源的上传者uk的属性参数
Figure BDA00024313069100001720
与自己的属性参数
Figure BDA00024313069100001721
相匹配，资源访问终端ui确定相匹配的属性参数，从而确定匹配的对应属性，然后计算中间变量
Figure BDA00024313069100001710
和
Figure BDA00024313069100001711
并将匹配的属性映射到整数
Figure BDA00024313069100001722
然后发送消息
Figure BDA00024313069100001713
给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure BDA00024313069100001714
是否成验证资源访问终端ui的身份，如果验证通过，资源存储平台CS打开资源访问链接；其中，1≤i≤n，ψi和σi均为资源访问所需的中间变量，
Figure BDA00024313069100001723
均为资源访问终端ui的有序属性集
Figure BDA00024313069100001716
的属性，H1(·)表示散列函数。等式
Figure BDA00024313069100001717
的验证方法是：
Figure BDA00024313069100001718
(2)资源访问终端ui访问链接并下载相应的密文信息ck＝(υk,Vk)，然后根据匹配的相应属性从网络属性集Attri中选择相应的属性并获取属性的映射整数
Figure BDA00024313069100001813
然后根据中国剩余定理重新构造出一个单变量线性同余方程组
Figure BDA0002431306910000182
假设
Figure BDA0002431306910000183
和Pj＝P/pj，
Figure BDA0002431306910000184
然后计算中间变量
Figure BDA0002431306910000185
即Pjtj≡1(mod pj)，则在模P的意义下得到一元线性同余方程组唯一解
Figure BDA0002431306910000186
并将这个唯一解作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui计算
Figure BDA0002431306910000187
作为他的解密密钥，同样的，资源访问终端ui从注册信息表中获取加密密钥
Figure BDA0002431306910000188
网络系统中的任意成员ui，1≤i≤n,i≠k用自己的有效解密密钥
Figure BDA0002431306910000189
解密密文ck＝(υk,Vk)，计算明文
Figure BDA00024313069100001810
其中，P、Pj、tj为资源共享所需的中间变量，H3(·)表示散列函数。
实施例2
一种基于中国剩余定理的访问控制方法，如图1所示，为了说明本发明的内容及实施方法，给出了一个具体实施例。本实施方式中，为方便实例阐述，参加信息资源共享的资源访问终端个数最多为10个，资源访问终端的实体集合表示为
Figure BDA00024313069100001811
对应资源访问终端身份的集合表示为
Figure BDA00024313069100001812
图书资源认证中心CA定义所有资源访问终端的属性集合为Attr＝{A1,A2,A3}，资源访问终端ui的属性集为attri＝{ai,1,ai,2,ai,3}，1≤i≤10，资源访问终端uk的属性集为attrk＝{ak,1,ak,2}，1≤k≤10,k≠i。在本实施例中引入细节的目的不是限制权利要求书的范围，而是帮助理解本发明的实施方法。本领域的技术人员应理解：在不脱离本发明及其所附权利要求的精神和范围内，对最佳实施例步骤的各种修改、变化或替换都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例及附图所公开的内容。
步骤一：初始化
假设G1是一个加法群，G2是一个乘法循环群，计算加法群G1和乘法循环群G2上的离散对数问题是难解的，g1∈G1是加法群G1的一个生成元，加法群G1和乘法循环群G2具有相同的素数阶q，存在一个双线性映射函数e:G1×G1→G2，
Figure BDA00024313069100001914
和
Figure BDA00024313069100001915
是三个哈希散列函数。
域内的图书资源认证中心CA随机选择一个正整数
Figure BDA0002431306910000194
作为系统私钥，并计算公钥PKA＝SKAg1；图书资源认证中心CA将(SKA,PKA)作为系统的公/私钥对；域内每个资源访问终端ui选择一个随机正整数
Figure BDA0002431306910000195
计算
Figure BDA00024313069100001916
是资源访问终端ui的私钥；然后计算资源访问终端ui的公钥
Figure BDA0002431306910000198
系统参数为params＝(PKA,q,G1,G2,g1,e,H1,H2,H3)；其中，1≤i≤10。
步骤二：资源访问终端注册
(1)拥有属性集attri＝{ai,1,ai,2,ai,3}的资源访问终端ui选择两个随机数οi,
Figure BDA0002431306910000199
并使用属性集attri中的属性元素计算中间变量θ1＝οi+λiai,1,θ2＝οi+λiai,2,θ3＝οi+λiai,3，然后资源访问终端ui将信息{θ1,θ2,θ3}发送给图书资源认证中心CA；其中，1≤i≤10，λi≠1,0，
Figure BDA00024313069100001910
表示阶为q的整数集，q为加法群G1的素数阶；属性集
Figure BDA00024313069100001911
ai,1,ai,2,ai,3是资源访问终端ui的属性；Attr表示网络属性集。
(2)图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的消息{θ1,θ2,θ3}后，图书资源认证中心CA用网络属性集Attri＝{A1,A2,A3}中对应的属性元素与接收到的中间变量做同余运算
Figure BDA00024313069100001912
来验证资源访问终端ui的身份，若同余运算的结果相同，则图书资源认证中心CA确定资源访问终端ui的属性并且确定资源访问终端ui是一个合法用户，确定资源访问终端ui的属性为ai,1,ai,2,ai,3。然后图书资源认证中心CA选择两个随机数pj,
Figure BDA00024313069100001913
计算整数p1＝H1(ι1g1),p2＝H1(ι2g1),p3＝H1(ι3g1)并且保证整数p1,p2,p3两两互素，并将网络属性集Attr中的属性元素映射到这些两两互素的整数。图书资源认证中心CA计算οiι1g1,οiι2g1,οiι3g1和
Figure BDA0002431306910000201
然后图书资源认证中心CA选择一个随机数
Figure BDA0002431306910000202
以及与匹配网络属性Attr＝{A1,A2,A3}相应的属性中间参数
Figure BDA00024313069100002020
计算中间变量
Figure BDA0002431306910000204
Bi,1＝βi,1Bi,0,Bi,2＝βi,2Bi,0,Bi,3＝βi,3Bi,0和Φi＝Bi,0+Bi,1+Bi,2+Bi,3，并将消息
Figure BDA00024313069100002021
传送给注册终端ui；若同余运算的结果不同，则将该资源访问终端ui剔除出信息共享网络的域。其中，1≤j≤3,pj,ιj≠1,0，
Figure BDA00024313069100002018
Bi,1,Bi,2,Bi,3为资源访问终端的属性参数，Φi为资源访问终端的属性权限值，
Figure BDA0002431306910000206
为资源访问终端注册所需的中间变量。
(3)资源访问终端ui接收到图书资源认证中心CA发送的信息
Figure BDA00024313069100002022
之后，资源访问终端ui计算中间变量
Figure BDA00024313069100002019
并通过验证等式
Figure BDA0002431306910000208
是否成立验证图书资源认证中心CA的身份，如果验证通过，资源访问终端ui计算数字签名
Figure BDA0002431306910000209
和中间变量
Figure BDA00024313069100002023
然后获取网络属性集Attr＝{A1,A2,A3}中匹配属性元素的映射值p1＝H1(ι1g1),p2＝H1(ι2g1),p3＝H1(ι3g1)。拥有属性集attri＝{ai,1,ai,2,ai,3}的资源访问终端ui计算
Figure BDA00024313069100002024
并将属性集中的属性元素映射到这些整数，然后根据中国剩余定理构造出一个单变量线性同余方程组
Figure BDA00024313069100002011
假设
Figure BDA00024313069100002012
和Pj＝P/pj，
Figure BDA00024313069100002013
然后计算中间变量
Figure BDA00024313069100002014
即Pjtj≡1(mod pj)，则在模P的意义下得到一元线性同余方程组唯一解
Figure BDA00024313069100002015
并将这个唯一解作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui发送消息
Figure BDA00024313069100002016
给图书资源认证中心CA表示资源访问终端成功注册；如果验证不通过，则表示注册失败，广播图书资源认证中心CA是假冒的图书资源认证中心；其中，
Figure BDA00024313069100002017
P、Pj、tj为资源访问终端注册所需的中间变量；
Figure BDA0002431306910000211
为资源访问终端ui的数字签名；K1,K2,K3为资源访问终端注册所需的中间变量。
e(·)是可计算的双线性映射函数公式，验证等式
Figure BDA0002431306910000212
成立的方法为：
Figure BDA0002431306910000213
(4)图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的信息
Figure BDA0002431306910000214
之后，图书资源认证中心CA计算中间变量ξi＝Bi,1+Bi,2+Bi,3并通过验证等式
Figure BDA0002431306910000215
是否成立验证资源访问终端ui的身份，如果等式不成立，拒绝资源访问终端ui注册，如果等式成立，则将该信息发送给资源存储平台CS，资源访问终端ui注册成功后，图书资源认证中心CA构建一个注册信息表与资源存储平台CS共享信息资源。其中，验证等式
Figure BDA0002431306910000216
的方法为：
Figure BDA0002431306910000217
步骤三.资源加密存储
域内的资源访问终端将自己的信息资源加密，然后将加密密文、密文关键字、密文的相关描述、加密密钥和中间属性参数上传到资源存储平台CS上，过程如下：
(1)每个资源访问终端可以加密他们要共享的信息并上传到云服务器上，与其属性权限值相同或属性参数相匹配的任意成员可以访问下载其资源。资源访问终端uk通过计算获取相应的属性参数Bk,0,Bk,1,Bk,2和属性集合值
Figure BDA0002431306910000218
然后计算中间变量
Figure BDA0002431306910000219
资源访问终端uk选择一个随机数
Figure BDA00024313069100002110
并计算中间变量
Figure BDA00024313069100002111
资源访问终端uk将
Figure BDA00024313069100002112
作为加密密钥，
Figure BDA00024313069100002113
为解密密钥；其中，1≤k≤10,k≠i，ηk≠1,0，
Figure BDA00024313069100002114
和
Figure BDA00024313069100002115
为信息加密存储所需的中间变量。
(2)资源访问终端uk用加密密钥
Figure BDA0002431306910000221
对他要共享的信息
Figure BDA0002431306910000222
加密：资源访问终端uk选择一个随机数
Figure BDA0002431306910000223
并计算
Figure BDA0002431306910000224
Figure BDA0002431306910000225
则加密后的密文信息为ck＝(υk,Vk)；资源访问终端uk将密文信息ck＝(υk,Vk)、密文信息的关键字、密文信息的描述、加密密钥
Figure BDA0002431306910000226
和相关加密参数
Figure BDA0002431306910000227
发送给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure BDA0002431306910000228
是否成立验证资源访问终端uk的身份，如果验证通过，资源存储平台CS将信息
Figure BDA00024313069100002217
发布在公共云平台显示。其中，
Figure BDA00024313069100002211
为明文空间，Keywordsk为密文信息的关键字，Dk是密文信息的描述，Bk,1,Bk,2是资源访问终端uk相应的属性参数，Φk为资源访问终端uk的属性权限值，
Figure BDA00024313069100002218
为哈希函数，G2为乘法循环群。验证等式
Figure BDA00024313069100002213
的方法是：
Figure BDA00024313069100002214
步骤四.资源访问和共享
域内的资源访问终端根据密文的关键字、密文的相关描述以及自己的权限等级值确定自己访问的信息资源，然后从资源存储平台CS上下载该资源并解密密文进行访问查看，过程如下：
(1)信息共享网络域内的每一个资源访问终端ui根据信息资源的关键词和描述确定想要访问的信息，并查看信息查看者需要匹配的属性权限值和属性参数，先假设资源访问终端ui访问资源访问终端uk加密的资源，资源访问终端ui首先确定资源访问终端uk的属性权限值Φk与自己的属性权限值Φi是否相同，根据上面的加密阶段看出属性权限值不同，于是资源访问终端ui确定资源访问终端uk的属性参数Bk,1,Bk,2与自己的属性参数Bi,1,Bi,2,Bi,3相匹配，资源访问终端ui确定相匹配的属性参数Bi,1,Bi,2，从而确定匹配的对应属性ai,1,ai,2，然后计算中间变量ψi＝g1(Bi,1+Bi,2)SKA和
Figure BDA00024313069100002215
并将匹配的属性映射到整数
Figure BDA00024313069100002219
然后发送消息
Figure BDA00024313069100002220
给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure BDA0002431306910000231
是否成验证资源访问终端ui的身份，如果验证通过，资源存储平台CS打开资源访问链接；其中，1≤i≤10，ψi和σi为资源访问所需的中间变量，H1(·)表示散列函数。等式
Figure BDA0002431306910000232
的验证方法是：
Figure BDA0002431306910000233
(2)资源访问终端ui访问链接并下载相应的密文信息ck＝(υk,Vk)，然后根据匹配的相应属性从网络属性集中选择相应的属性并获取属性的映射整数p1,p2，然后根据中国剩余定理重新构造出一个单变量线性同余方程组
Figure BDA0002431306910000234
假设P＝p1×p2和Pj＝P/pj，
Figure BDA0002431306910000235
然后计算中间变量
Figure BDA0002431306910000236
即Pjtj≡1(mod pj)，则在模P的意义下得到一元线性同余方程组唯一解
Figure BDA0002431306910000237
并将这个唯一解作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui计算
Figure BDA0002431306910000238
作为他的解密密钥，同样的，资源访问终端ui从注册信息表中获取加密密钥
Figure BDA0002431306910000239
网络系统中的任意成员ui用自己的有效密钥
Figure BDA00024313069100002310
解密密文ck＝(υk,Vk)，计算明文
Figure BDA00024313069100002311
其中，P、Pj、tj为资源共享所需的中间变量，H3(·)表示散列函数。
本发明信息共享网络域内的图书资源认证中心和资源访问终端生成各自的公/私钥对；域内的资源访问终端与图书资源认证中心CA交互进行属性身份认证获取属性权限值和属性权限值完成注册，然后各资源访问终端将自己的公钥、属性权限值、属性参数、属性集合值发送给图书资源认证中心CA，图书资源认证中心CA验证信息正确性之后将其发送给资源存储平台CS以便查询终端权限和资源访问权限；资源访问终端计算出加密密钥和解密密钥并将共享的资源信息加密成密文，然后将该密文、密文信息的关键字、密文信息的相关描述、加密密钥和相关计算参数上传到资源存储平台CS上，资源存储平台CS验证各资源访问终端的身份，验证通过之后，将这些信息发布在公共显示平台上；资源访问终端根据密文的关键字和相关描述以及访问资源所需的属性权限值和属性集合值确定自己想要查看的密文资源，确定之后，将自己的身份信息、公钥、属性权限值和属性参数发送给资源存储平台CS，资源存储平台CS验证其身份，并打开密文资源的访问链接，资源访问终端访问该链接并下载相对应的密文，然后根据获取的参数对密文进行解密查看资源信息。
本发明以隐藏属性认证和匹配计算技术理论为基础，以决策双线性Diffie-Hellman(DBDH)问题为安全假设前提提出，采用隐藏属性的身份认证技术在资源信息共享的身份认证过程中实现个人隐私保护，并且采用属性匹配确定访问权限技术，减少每个参与者的计算和通信开销，采用身份和属性权限联合认证，避免不具有权限的终端的合谋攻击，保障了信息资源安全共享的安全性和灵活性。本发明实现了物联网中各个资源访问终端的身份认证并加密上传信息资源，然后根据权限等级值和计算参数对所要访问的资源信息下载、解密和查看，以实现信息资源共享的安全性、灵活性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法，其特征在于，其步骤如下：
步骤一：信息共享网络的域的图书资源认证中心CA和各资源访问终端生成各自的公私钥对；
步骤二：资源访问终端的注册：
A)每个资源访问终端随机选择两个数并运用各自属性集中的元素计算资源访问终端注册所需要的中间参数，然后将中间参数发送给图书资源认证中心CA；
B)图书资源认证中心CA接收到各资源访问终端发送的消息后，将步骤A)中的中间参数与网络属性集中的属性元素做同余运算，验证各资源访问终端的身份，如果验证通过，图书资源认证中心CA选择一系列的随机数进行哈希运算得到两两互素的整数，并将网络属性集中的属性元素映射到两两互素的整数，计算资源访问终端注册所需要的中间注册参数，然后，图书资源认证中心CA随机选择参数，计算与网络属性集中各个属性相对应的网络属性参数；最后，将资源访问终端注册所需要的中间注册参数、网络属性参数和公钥发送给各注册资源访问终端；若验证失败，则资源访问终端不是合法成员，图书资源认证中心CA将资源访问终端剔除出信息共享网络的域；
C)各个资源访问终端收到图书资源认证中心CA发送的消息之后，资源访问终端验证图书资源认证中心CA的身份，如果验证通过，各个资源访问终端应用接收到的中间注册参数获取网络属性集中的各属性的映射值，然后再将自己的属性元素映射成固定数值，然后根据中国剩余定理计算出资源访问终端的属性集合值，并将其公钥、属性集合值和中间参数组成的消息发送给图书资源认证中心CA，各资源访问终端成功注册；
D)图书资源认证中心CA收到各资源访问终端发送的消息之后，验证消息并将消息发送给资源存储平台CS；图书资源认证中心CA建立一个资源访问终端的注册信息表并与资源存储平台CS共享注册信息；
步骤三：信息资源加密存储：
F)资源访问终端获取自己的属性集合值和属性参数，然后利用属性参数和选择的随机数分别计算出加密密钥和解密密钥；
G)资源访问终端使用加密密钥对信息进行加密，然后将加密的密文信息上传到资源存储平台CS上；资源存储平台CS通过属性参数验证资源访问终端的身份，如果验证通过，资源存储平台CS将密文信息发布在公共显示平台上；
步骤四：资源访问和共享：
H)每个资源访问终端根据信息资源的关键词和描述确定自己想要访问的密文信息，资源访问终端进行签名并从资源存储平台CS中获取属性权限值和属性参数，然后，将自己的属性权限值与获取的属性权限值匹配，若匹配成功，则用自己的属性集合值计算出解密密钥并获取加密密钥解密密文；若匹配失败，则用自己的属性参数与获取到的属性参数匹配，若匹配成功，得到匹配成功的属性参数，并根据匹配成功的属性参数确定与之匹配的属性元素，并将这些属性元素映射成固定数值，并且根据属性参数计算出解密信息过程中所需要的中间解密参数，并将中间解密参数公钥发送给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过中间解密参数验证各资源访问终端的身份，如果验证通过，资源存储平台CS打开相应的资源访问链接；
I)资源访问终端从资源存储平台CS上下载相应的密文信息后，根据匹配得到的属性确定网络属性集中的属性元素，用属性元素根据中国剩余定理重新计算出一个新的属性集合值，计算出解密密钥，并从注册信息表中获取加密密钥，对密文信息进行解密操作。
2.根据权利要求1所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述步骤G)中资源访问终端的密文信息包括加密生成的密文信息、密文的关键字、密文的描述、加密密钥、属性权限值及属性参数。
3.根据权利要求1或2所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述步骤一中图书资源认证中心CA和各资源访问终端生成公私钥对的方法为：
(1)图书资源认证中心CA随机选择主密钥，并利用加法群的生成元计算其公私钥对：
图书资源认证中心CA随机选择一个正整数
Figure FDA0002431306900000021
作为私钥，并计算公钥PKA＝SKAg1；图书资源认证中心CA将(SKA,PKA)作为系统的公私钥对；其中，g1为加法群G1的生成元，
Figure FDA0002431306900000022
表示阶为q的整数集，q为加法群G1的素数阶；
(2)域内的所有资源访问终端ui随机选择公钥，然后利用加法群的生成元计算出自己的私钥：每个资源访问终端ui随机选择一个正整数
Figure FDA0002431306900000023
计算
Figure FDA0002431306900000024
和计算
Figure FDA0002431306900000025
n为域内资源访问终端的个数，
Figure FDA0002431306900000026
为资源访问终端ui的私钥，
Figure FDA0002431306900000027
为资源访问终端ui的公钥，
Figure FDA0002431306900000028
为资源访问终端ui的身份标识，H1:{0,1}*是哈希散列函数，{0,1}*表示由二进制0和1组成的任意长度的数字串集合。
4.根据权利要求3所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述步骤B)中验证资源访问终端的身份的方法为：
1)拥有有序属性集
Figure FDA0002431306900000029
的资源访问终端ui选择两个随机数
Figure FDA00024313069000000210
并使用有序属性集中的属性元素计算中间变量θ1＝οi+λiai,1,
Figure FDA00024313069000000211
然后资源访问终端ui将信息
Figure FDA0002431306900000031
发送给图书资源认证中心CA；其中，1≤i≤n，n为域内资源访问终端的个数，λi≠1,0，
Figure FDA0002431306900000032
表示阶为q的整数集，q为加法群G1的素数阶；有序属性集
Figure FDA0002431306900000033
ri∈N*且属性
Figure FDA0002431306900000034
ri表示资源访问终端ui的第ri个属性，Attr表示图书资源认证中心CA的按从大到小的顺序排列的网络属性集；
2)图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的消息
Figure FDA0002431306900000035
后，图书资源认证中心CA用网络属性集
Figure FDA0002431306900000036
中的属性元素与接收到的中间变量做同余运算
Figure FDA0002431306900000037
来验证资源访问终端ui的身份；若同余运算的结果不同，则图书资源认证中心CA将该资源访问终端剔除出信息共享网络域；若同余运算的结果相同，则图书资源认证中心CA确定资源访问终端ui的属性并且确定资源访问终端ui是一个合法用户，然后图书资源认证中心CA选择两个随机数
Figure FDA0002431306900000038
计算整数p1＝H1(ι1g1),
Figure FDA0002431306900000039
并且保证整数
Figure FDA00024313069000000310
两两互素，并将网络属性集Attr中的属性元素映射到两两互素的整数
Figure FDA00024313069000000311
图书资源认证中心CA计算中间变量
Figure FDA00024313069000000312
和
Figure FDA00024313069000000313
然后图书资源认证中心CA选择一个随机数
Figure FDA00024313069000000314
以及与网络属性集
Figure FDA00024313069000000315
相匹配的属性中间参数
Figure FDA00024313069000000316
计算属性参数
Figure FDA00024313069000000317
Bi,1＝βi,1Bi,0,
Figure FDA00024313069000000318
和属性权限值
Figure FDA00024313069000000319
，并将消息
Figure FDA00024313069000000320
传送给注册的资源访问终端ui；
其中，Attr表示网络域中所有资源访问终端的属性集并集，
Figure FDA00024313069000000321
网络属性Aj＜Aj+1，j＜R，R∈N*表示网络属性集Attr的数量，N*表示正整数集，ri表示资源访问终端ui的第ri个属性，1≤j≤R,pj,ιj≠1,0，
Figure FDA00024313069000000322
是哈希散列函数，
Figure FDA00024313069000000323
为资源访问终端ui的私钥，g1为加法群G1的生成元，
Figure FDA00024313069000000324
Figure FDA00024313069000000325
为资源访问终端的属性参数，Φi是资源访问终端ui的属性权限值，Bi,0和
Figure FDA00024313069000000326
为资源访问终端注册所需的中间变量。
5.根据权利要求4所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述步骤C)中资源访问终端成功注册的方法为：
资源访问终端ui接收到图书资源认证中心CA发送的信息
Figure FDA0002431306900000041
后，资源访问终端ui计算中间变量
Figure FDA0002431306900000042
并通过验证等式
Figure FDA0002431306900000043
是否成立验证图书资源认证中心CA的身份，如果验证不通过，则表示注册失败，广播图书资源认证中心CA是假冒的图书资源认证中心；
如果验证通过，资源访问终端ui计算数字签名
Figure FDA0002431306900000044
和中间变量
Figure FDA0002431306900000045
然后获取网络属性集Attr＝{A1,A2,...,Aj,...,AR}中匹配属性元素的映射值p1＝H1(ι1g1),
Figure FDA0002431306900000046
资源访问终端ui利用有序属性集
Figure FDA0002431306900000047
的属性元素映射到整数：ai,1→li,1＝H1(ai,1),
Figure FDA0002431306900000048
然后根据中国剩余定理构造出一个单变量线性同余方程组
Figure FDA0002431306900000049
假设
Figure FDA00024313069000000410
和Pj＝P/pj，
Figure FDA00024313069000000411
然后计算中间变量
Figure FDA00024313069000000412
即Pjtj≡1(modpj)，则将在模P的意义下得到的单变量线性同余方程组唯一解
Figure FDA00024313069000000413
作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui发送消息
Figure FDA00024313069000000414
给图书资源认证中心CA表示资源访问终端成功注册；
其中，
Figure FDA00024313069000000415
为资源访问终端ui的公钥，
Figure FDA00024313069000000416
表示资源访问终端ui的各属性元素映射的整数，xi表示资源访问终端ui的属性集合值，
Figure FDA00024313069000000417
P、Pj、tj为资源访问终端ui注册所需的中间变量；
Figure FDA00024313069000000418
为资源访问终端ui的数字签名；
Figure FDA00024313069000000419
为资源访问终端注册所需的中间变量，e(·)是可计算的双线性映射函数；
同时，图书资源认证中心CA接收到资源访问终端ui发送的信息
Figure FDA00024313069000000420
之后，图书资源认证中心CA计算中间变量
Figure FDA0002431306900000051
并通过验证等式
Figure FDA0002431306900000052
是否成立验证资源访问终端ui的身份，如果等式不成立，图书资源认证中心CA拒绝资源访问终端ui的注册；如果等式成立，则将信息
Figure FDA0002431306900000053
发送给资源存储平台CS；图书资源认证中心CA构建一个注册信息表与资源存储平台CS共享所有资源访问终端的信息资源。
6.根据权利要求5所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述资源访问终端ui验证等式
Figure FDA0002431306900000054
成立的方法为：
Figure FDA0002431306900000055
所述图书资源认证中心CA验证等式
Figure FDA0002431306900000056
的方法为：
Figure FDA0002431306900000057
7.根据权利要求3所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述步骤G)中资源存储平台CS验证资源访问终端身份和将密文信息发布的方法为：
(31)资源访问终端uk通过计算获取其属性参数
Figure FDA0002431306900000058
和属性集合值
Figure FDA0002431306900000059
然后资源访问终端uk计算中间变量
Figure FDA00024313069000000510
资源访问终端uk选择一个随机数
Figure FDA00024313069000000511
计算中间变量
Figure FDA00024313069000000512
资源访问终端uk将
Figure FDA00024313069000000513
作为加密密钥，
Figure FDA00024313069000000514
为解密密钥；其中，1≤k≤n,k≠i，n为域内资源访问终端的个数，
Figure FDA00024313069000000515
和
Figure FDA00024313069000000516
为信息加密存储所需的中间变量，ηk≠1,0；g1为加法群G1的生成元，P、Pj、tj为资源访问终端ui注册所需的中间变量，rk表示资源访问终端uk的属性个数，lk,j表示资源访问终端uk的第j个属性的映射值，
Figure FDA00024313069000000517
为资源访问终端uk的私钥；
(32)资源访问终端uk用加密密钥
Figure FDA00024313069000000518
对要共享的信息
Figure FDA00024313069000000519
加密：资源访问终端uk选择一个随机数
Figure FDA00024313069000000520
并计算中间变量
Figure FDA00024313069000000521
Figure FDA0002431306900000061
则加密后的密文信息为ck＝(υk,Vk)；资源访问终端uk将密文信息ck＝(υk,Vk)、密文信息的关键字Keywordsk、密文信息的描述Dk、加密密钥
Figure FDA0002431306900000062
和加密参数
Figure FDA0002431306900000063
发送给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure FDA0002431306900000064
是否成立验证资源访问终端uk的身份，如果验证通过，资源存储平台CS将信息
Figure FDA0002431306900000065
发布在公共云平台显示；如果验证不通过，则表示该资源访问终端不是网络域中的合法成员，拒绝其上传共享信息，并将其剔除出网络域；
其中，
Figure FDA0002431306900000066
为明文空间，υk和Vk表示共享信息上传所需的中间变量，
Figure FDA0002431306900000067
资源访问终端uk的公钥，PKA为图书资源认证中心CA的公钥，Keywordsk为密文信息的关键字，Dk是密文信息的描述，
Figure FDA0002431306900000068
是资源访问终端uk的属性参数，Φk为资源访问终端uk的属性权限值，
Figure FDA0002431306900000069
为哈希函数，G2为乘法循环群。
8.根据权利要求7所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述步骤H)中资源存储平台打开资源访问的方法为：每一个资源访问终端ui根据信息资源的关键词和描述确定想要访问的信息，并查看信息查看者需要匹配的属性权限值和属性参数，资源访问终端ui首先确定想要访问的信息资源的上传者uk的属性权限值Φk与自己的属性权限值Φi相同，则根据自己属性集合值xi计算出解密密钥，然后获取加密密钥解密密文；
否则资源访问终端ui确定想要访问的信息资源的上传者uk的属性参数
Figure FDA00024313069000000610
与自己的属性参数
Figure FDA00024313069000000611
相匹配，从而确定匹配的对应属性，然后计算中间变量
Figure FDA00024313069000000612
和
Figure FDA00024313069000000613
并将匹配的属性映射到整数
Figure FDA00024313069000000614
然后发送消息
Figure FDA00024313069000000615
给资源存储平台CS，资源存储平台CS通过验证等式
Figure FDA00024313069000000616
是否成立验证资源访问终端ui的身份，如果验证通过，资源存储平台CS打开资源访问链接；
其中，1≤i≤n，ψi和σi均为资源访问所需的中间变量，
Figure FDA00024313069000000617
均为资源访问终端ui的有序属性集
Figure FDA00024313069000000618
的属性，H1(·)表示哈希散列函数。
9.根据权利要求8所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述步骤I)中资源访问终端对密文信息进行解密操作的方法为：资源访问终端ui访问链接并下载相应的密文信息ck＝(υk,Vk)，然后根据属性参数匹配得到对应的属性并映射到整数
Figure FDA0002431306900000071
并根据匹配正确的属性参数从网络属性集Attr中选择相应的属性并获取属性的映射整数
Figure FDA0002431306900000072
然后根据中国剩余定理重新构造出一个单变量线性同余方程组
Figure FDA0002431306900000073
假设
Figure FDA0002431306900000074
和Pj＝P/pj，
Figure FDA0002431306900000075
然后计算中间变量
Figure FDA0002431306900000076
即Pjtj≡1(modpj)，则在模P的意义下得到单变量线性同余方程组唯一解
Figure FDA0002431306900000077
作为资源访问终端ui的属性集合值，然后资源访问终端ui计算
Figure FDA0002431306900000078
作为其解密密钥，同样的，资源访问终端ui从注册信息表中获取加密密钥
Figure FDA0002431306900000079
网络系统中的任意资源访问终端ui，1≤i≤n,i≠k用自己的解密密钥
Figure FDA00024313069000000710
解密密文ck＝(υk,Vk)，计算明文
Figure FDA00024313069000000711
其中，P、Pj、tj为资源共享所需的中间变量，H3(·)表示哈希散列函数。
10.根据权利要求8所述的基于中国剩余定理的访问控制方法，其特征在于，所述资源存储平台CS验证等式
Figure FDA00024313069000000712
的方法是：
Figure FDA00024313069000000713
所述资源存储平台CS验证等式
Figure FDA00024313069000000714
的方法是：
Figure FDA00024313069000000715
CN202010236905.4A 2020-03-30 2020-03-30 基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法 Active CN111447058B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010236905.4A CN111447058B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010236905.4A CN111447058B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111447058A true CN111447058A (zh) 2020-07-24
CN111447058B CN111447058B (zh) 2023-02-03

Family

ID=71652621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010236905.4A Active CN111447058B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111447058B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112165472A (zh) * 2020-09-22 2021-01-01 郑州轻工业大学 一种基于隐私保护的物联网数据安全共享方法
CN112383550A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 郑州轻工业大学 一种基于隐私保护的动态权限访问控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110099043A (zh) * 2019-03-24 2019-08-06 西安电子科技大学 支持策略隐藏的多授权中心访问控制方法、云存储系统
CN110912897A (zh) * 2019-11-27 2020-03-24 郑州轻工业大学 基于密文属性认证和门限函数的图书资源访问控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110099043A (zh) * 2019-03-24 2019-08-06 西安电子科技大学 支持策略隐藏的多授权中心访问控制方法、云存储系统
CN110912897A (zh) * 2019-11-27 2020-03-24 郑州轻工业大学 基于密文属性认证和门限函数的图书资源访问控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
闫玺玺等: "基于访问控制和中国剩余定理的数据库密钥管理方案的研究", 《计算机工程与科学》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112165472A (zh) * 2020-09-22 2021-01-01 郑州轻工业大学 一种基于隐私保护的物联网数据安全共享方法
CN112165472B (zh) * 2020-09-22 2022-09-27 郑州轻工业大学 一种基于隐私保护的物联网数据安全共享方法
CN112383550A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 郑州轻工业大学 一种基于隐私保护的动态权限访问控制方法
CN112383550B (zh) * 2020-11-11 2022-07-26 郑州轻工业大学 一种基于隐私保护的动态权限访问控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111447058B (zh) 2023-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Verifynet: Secure and verifiable federated learning
CN106961336B (zh) 一种基于sm2算法的密钥分量托管方法和系统
CN104811450B (zh) 云计算中一种基于身份的数据存储方法及完整性验证方法
CN110912897B (zh) 基于密文属性认证和门限函数的图书资源访问控制方法
Ullah et al. Elliptic Curve Cryptography; Applications, challenges, recent advances, and future trends: A comprehensive survey
EP3676988A1 (en) Systems and methods for communication, storage and processing of data provided by an entity over a blockchain network
CN112165472B (zh) 一种基于隐私保护的物联网数据安全共享方法
CN105721158A (zh) 云安全隐私性和完整性保护方法和系统
CN105978695A (zh) 一种用于云存储数据的批量自审计方法
CN109756329A (zh) 基于私钥池的抗量子计算共享密钥协商方法和系统
CN109728906A (zh) 基于非对称密钥池的抗量子计算非对称加密方法和系统
CN112383550B (zh) 一种基于隐私保护的动态权限访问控制方法
CN110390203B (zh) 一种可验证解密权限的策略隐藏属性基加密方法
CN111274594A (zh) 一种基于区块链的安全大数据隐私保护共享方法
CN109905229A (zh) 基于群组非对称密钥池的抗量子计算Elgamal加解密方法和系统
CN111447058B (zh) 基于中国剩余定理的图书资源访问控制方法
CN115021903A (zh) 一种基于区块链的电子病历共享方法及系统
Peng et al. A Secure Signcryption Scheme for Electronic Health Records Sharing in Blockchain.
CN115982746B (zh) 一种基于区块链的数据共享方法
CN110519040B (zh) 基于身份的抗量子计算数字签名方法和系统
Cui et al. Towards Multi-User, Secure, and Verifiable $ k $ NN Query in Cloud Database
CN113346993B (zh) 一种基于隐私保护的分层动态群组密钥协商方法
Rehman et al. Securing cloud storage by remote data integrity check with secured key generation
CN115834067A (zh) 一种边云协同场景中密文数据共享方法
Shang et al. Efficient and privacy-preserving enforcement of attribute-based access control

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant