CN112650813A - 分布式审核的数据共享方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式审核的数据共享方法。本发明存在三种类型参与者，分别为数据拥有者、数据审核者和数据使用者。数据拥有者将自己的数据分享给数据使用者。数据审核者将对所分享的数据进行审核，并根据规定对其进行修改。为了保证数据的真实性，数据拥有者需要在发送数据之前，对数据进行数字签名。本发明的数据审核者不再单一数据审核实体，而是由一群数据审核实体组成，只有所有数据审核实体参与才能进行数据修改，另外为实现分布式数据审核，在数据审核实体生成相关秘密数据时，引入了一个可信第三方。

Description

分布式审核的数据共享方法
技术领域
本发明属于信息安全技术领域，涉及一种分布式审核的数据共享方法。
背景技术
目前,计算机大批量数据存储的安全问题、敏感数据的防窃取和防篡改问题越来越引起人们的重视。数据库系统作为计算机信息系统的核心部件,数据库文件作为信息的聚集体,其安全性将是信息产业的重中之重。为了保证数据库的安全,对于一些重要部门或敏感领域的应用,有必要对数据库中存储的重要数据进行加密处理。
数据库加密后,数据库系统往往需要对不同的用户授以不同的使用权利。传统的密钥分发和管理机制,难以区分不同使用权限的用户,既不能防止合法用户越权使用数据库,也不能验证用户对数据库的非法使用。采用现代密码技术中的数字签名技术,可以对数据库的加密密钥和授权证书实施安全保护,合法用户在提供正确的授权证书后,方可根据授权合法访问数据库。
在使用传统数字签名的数据共享系统中，当数据需要修改时，数据审核者必须与数据拥有者进行交互，对数据进行修改，并重新签名。
在使用可修改数字签名的数据共享系统中，即使在授权的情况下，数据审核者的权利过大，如果数据审核者被攻击者攻破，则会影响到系统安全性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种具有审核功能的数据共享方法。
本发明的技术方案为：
本发明包括以下步骤：
步骤1、系统参数生成
所述的系统参数包括：一个阶为大素数q的双线性群
Figure BDA0002864364410000011
及其上的双线性映射
Figure BDA0002864364410000012
Figure BDA0002864364410000013
中的一个生成元g，以及两个哈希函数H:
Figure BDA0002864364410000014
Figure BDA0002864364410000021
和H′:
Figure BDA0002864364410000022
步骤2、数据拥有者从
Figure BDA0002864364410000023
中随机选取一个随机数x，并计算
Figure BDA0002864364410000024
其中
Figure BDA0002864364410000025
是1到(q-1)范围内的整数；
数据拥有者公开其签名验证公钥pk＝y，保留自己的签名私钥sk＝x；
步骤3、可信第三方从
Figure BDA0002864364410000026
中随机选取t个随机数vi，并计算
Figure BDA0002864364410000027
可信第三方通过保密信道将随机数vl发送给第l个数据审核实体，并公开u；
步骤4、当有数据要进行分享时，数据拥有者对所要分享的数据m进行数字签名，数据拥有者做如下操作：
a)从
Figure BDA0002864364410000028
中随机选取一个随机数r；
b)计算
Figure BDA0002864364410000029
c)计算
Figure BDA00028643644100000210
d)计算
Figure BDA00028643644100000211
e)将(S,σ)设置为数据m的数字签名，记为sig＝(S,σ)；
f)将数据m及其数字签名sig发送给数据审核者；
步骤5、当数据审核者接收到数据m及其数字签名sig时，对数据m进行相关审核；
如果审核通过，则将数据m及其数字签名sig转发给数据使用者；
如果审核不通过，则进行如下操作：
g)每个数据审核实体计算
Figure BDA00028643644100000212
m′为修改后的数据；
h)对于第i个数据审核实体，计算
Figure BDA00028643644100000213
并将其发送给数据审核合成者；
i)数据审核合成者计算
Figure BDA0002864364410000031
j)将(T,S′,σ)设置为数据m′的数字签名，记为sig′＝(T,S′,σ)；
k)将数据m′及其数字签名sig′发送给数据使用者；
步骤6、数据使用者收到数据m′及其数字签名sig′后，对其进行有效性验证；
如果是m和sig，则判断
Figure BDA0002864364410000032
是否成立；如果成立，则签名有效，否则签名无效；
如果是m′和sig′,则判断
Figure BDA0002864364410000033
和
Figure BDA0002864364410000034
是否成立；如果都成立，则签名有效，否则签名无效。
本发明的有益效果：
1、当数据需要修改时，数据审核者不需要与数据拥有者进行交互，直接修改并产生相应的新的数字签名。
2、数据审核者不再单一数据审核实体，而是由一群数据审核实体组成。只有所有数据审核实体参与才能进行数据修改。
3、为实现分布式数据审核，在数据审核实体生成相关秘密数据时，引入了一个可信第三方，该第三方主要功能为生成各数据审核实体的秘密数据。
4、为合成修改后的签名，本发明引入了一个数据审核合成者，该角色可以由任何一个数据审核实体来扮演。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
在本发明中存在三种类型参与者，分别为数据拥有者、数据审核者和数据使用者。数据拥有者将自己的数据分享给数据使用者。数据审核者将对所分享的数据进行审核，并根据规定对其进行修改。为了保证数据的真实性，数据拥有者需要在发送数据之前，对数据进行数字签名。当然在本发明中也可以同时存在多个数据拥有者、多个数据审核者和多个数据使用者。
以下结合附图1详细说明本发明的具体步骤：
步骤1、系统参数生成(该步骤可以由权威机构来执行)。
系统参数包括：一个阶为大素数q的双线性群
Figure BDA0002864364410000041
及其上的双线性映射
Figure BDA0002864364410000042
Figure BDA0002864364410000043
中的一个生成元g，以及两个哈希函数H:
Figure BDA0002864364410000044
和H′:
Figure BDA0002864364410000045
系统中所有的人都知晓这些系统参数。
其中双线性映射是定义在双线性群
Figure BDA0002864364410000046
上的一个映射。具体来说，
Figure BDA0002864364410000047
是阶为大素数q的有限循环群，映射
Figure BDA0002864364410000048
Figure BDA0002864364410000049
Figure BDA00028643644100000410
满足下面三个条件：
1、双线性：对于
Figure BDA00028643644100000411
有
Figure BDA00028643644100000412
Figure BDA00028643644100000413
2、非退化性：存在
Figure BDA00028643644100000414
使得
Figure BDA00028643644100000415
3、科技酸性：对于任何
Figure BDA00028643644100000416
都存在一个相同的高效的算法计算
Figure BDA00028643644100000417
当
Figure BDA00028643644100000418
时，称
Figure BDA00028643644100000419
对称双线性映射，否则称为非对称双线性映射。
步骤2、数据拥有者从
Figure BDA00028643644100000420
中随机选取一个随机数x，并计算
Figure BDA00028643644100000421
数据拥有者公开其签名验证公钥pk＝y，但保留自己的签名私钥sk＝x。
步骤3、可信第三方从
Figure BDA00028643644100000422
中随机选取t个随机数vi(i＝1,…,t)，并计算
Figure BDA00028643644100000423
之后，该可信第三方通过保密信道将随机数vl发送给第l个数据审核实体，并公开u，其中数据审核实体共有t个。
步骤4、当有数据要进行分享时，数据拥有者对该数据进行数字签名。
假设要分享的数据是m，数据拥有者做如下操作：
a)从
Figure BDA00028643644100000424
中随机选取1个随机数r；
b)计算
Figure BDA00028643644100000425
c)计算
Figure BDA0002864364410000051
d)计算
Figure BDA0002864364410000052
e)将(S,σ)设置为数据m的数字签名，记为sig＝(S,σ)；
f)将数据m及其数字签名sig发送给数据审核者。
步骤5、当数据审核者接收到数据m及其数字签名sig时，对数据m进行相关审核。如果审核通过，则将数据m及其数字签名sig转发给数据使用者。如果审核不通过，进行如下操作(假设修改后的数据为m′)
g)每个数据审核实体计算
Figure BDA0002864364410000053
h)对于第i个数据审核实体，其计算
Figure BDA0002864364410000054
并将其发送给数据审核合成者；
i)数据审核合成者计算
Figure BDA0002864364410000055
j)将(T,S′,σ)设置为数据m′的数字签名，记为sig′＝(T,S′,σ)；
k)将数据m′及其数字签名sig′发送给数据使用者。
步骤6、数据使用者收到数据及其数字签名后，对其进行有效性验证。根据上一步，我们知道数据使用者接收到的数据和数字签名可能是m和sig，也可能是m′和sig′。
如果是m和sig，则判断
Figure BDA0002864364410000056
是否成立。如果成立，则签名有效，否则签名无效。
如果是m′和sig′,则判断
Figure BDA0002864364410000057
和
Figure BDA0002864364410000058
是否成立。如果都成立，则签名有效，否则签名无效。

Claims (1)

1.分布式审核的数据共享方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、系统参数生成，所述的系统参数包括：一个阶为大素数q的双线性群
Figure FDA0002864364400000011
及其上的双线性映射
Figure FDA0002864364400000012
Figure FDA00028643644000000115
中的一个生成元g，以及两个哈希函数H：
Figure FDA0002864364400000013
和H′：
Figure FDA0002864364400000014
步骤2、数据拥有者从
Figure FDA0002864364400000015
中随机选取一个随机数x，作为签名私钥，并计算
Figure FDA0002864364400000016
其中
Figure FDA0002864364400000017
是1到(q-1)范围内的整数；
数据拥有者公开其签名验证公钥pk＝y，保留自己的签名私钥sk＝x；
步骤3、可信第三方从
Figure FDA0002864364400000018
中随机选取t个随机数vi，并计算
Figure FDA0002864364400000019
可信第三方通过保密信道将随机数vl发送给第l个数据审核实体，并公开u；
步骤4、当有数据要进行分享时，数据拥有者对所要分享的数据m进行数字签名，数据拥有者执行如下操作：
a)从
Figure FDA00028643644000000110
中随机选取一个随机数r；
b)计算
Figure FDA00028643644000000111
c)计算
Figure FDA00028643644000000112
d)计算
Figure FDA00028643644000000113
e)将(S，σ)设置为数据m的数字签名，记为sig＝(S，σ)；
f)将数据m及其数字签名sig发送给数据审核者；
步骤5、当数据审核者接收到数据m及其数字签名sig时，对数据m进行相关审核；
如果审核通过，则将数据m及其数字签名sig转发给数据使用者；
如果审核不通过，则进行如下操作：
g)每个数据审核实体计算
Figure FDA00028643644000000114
m′为修改后的数据；
h)对于第i个数据审核实体，计算
Figure FDA0002864364400000021
并将其发送给数据审核合成者；
i)数据审核合成者计算
Figure FDA0002864364400000022
j)将(T，S′，σ)设置为数据m′的数字签名，记为sig′＝(T，S′，σ)；
k)将数据m′及其数字签名sig′发送给数据使用者；
步骤6、数据使用者收到数据m′及其数字签名sig′后，对其进行有效性验证；
如果是m和sig，则判断
Figure FDA0002864364400000023
是否成立；如果成立，则签名有效，否则签名无效；
如果是m′和sig′，则判断
Figure FDA0002864364400000024
和
Figure FDA0002864364400000025
是否成立；如果都成立，则签名有效，否则签名无效。
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