CN115276961B - 基于ot协议的数据处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种基于OT协议的数据处理方法及装置，涉及信息安全技术领域，该方法包括生成SM2加密算法的至少两对公钥和私钥，并将至少两个公钥发送给查询端；根据至少两对私钥和密文生成至少一个密文消息，并发送给查询端。本申请使用更短的密钥，来实现更高的安全，且计算量较小，处理速度更快，存储空间和传输带宽占用较少；且OT协议中用到的对称算法和哈希算法均可使用国密算法，因此使用国密算法实现不经意传输协议，可提高效率和安全性。

Description

基于OT协议的数据处理方法及装置
技术领域
本申请涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种基于OT协议的数据处理方法及装置。
背景技术
不经意传输协议（Oblivious Transfer,OT）是一种可保护隐私的双方通信协议，能使通信双方以一种选择模糊化的方式传送消息。不经意传输协议是密码学的一个基本协议，使得服务的接收方以不经意的方式得到服务发送方输入的某些消息，这样就可以保护接受者的隐私不被发送者所知道，传统不经意传输（oblivious transfer）协议实现方式主要是基于RSA公钥算法和AES对称算法、SHA1等算法。
使用基于RSA算法实现的OT协议存在诸多缺点，RSA算法密钥长，计算的速度慢，效率相对较低。
RSA算法其数学原理相对简单，在工程应用中比较易于实现，但它的单位安全强度相对较低。随着计算机运算速度的提高和分布式计算的发展，加上因子分解方法的改进，对低位数的密钥攻击已成为可能。
ECC算法其数学理论非常深奥复杂，在工程应用中比较难以实现，但它的单位安全强度相对较高，破译或求解难度基本上是指数级的。
发明内容
本申请的目的在于提出一种基于OT协议的数据处理方法及装置。
本申请第一方面提供了一种基于OT协议的数据处理方法，包括：生成SM2加密算法的至少两对公钥和私钥，并将至少两个公钥发送给查询端；
根据至少两对私钥和密文生成至少一个密文消息，并发送给查询端。
本申请第二方面提供了一种基于OT协议的数据处理方法，包括：接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数和第二随机数，根据第一随机数和第二随机数生成数据包；所述数据包包括密文、第一随机数和第二随机数；所述密文包括第一部分和第二部分；
接收到至少一个密文消息时，对其进行解密，生成至少一个明文消息。
本申请第三方面提供了基于OT协议的数据处理计算装置，应用于服务端，包括：
私钥和公钥生成模块，用于生成SM2加密算法的至少两对公钥和私钥，并将至少两个公钥发送给查询端；
密文生成模块，用于根据至少两对私钥和密文生成至少一个密文消息，并发送给查询端。
本申请第四方面提供了基于OT协议的数据处理计算装置，应用于查询端，包括：
随机数生成模块，用于接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数和第二随机数，根据第一随机数和第二随机数生成数据包；所述数据包包括密文、第一随机数和第二随机数；所述密文包括第一部分和第二部分；
解密模块，用于接收到至少一个密文消息时，对其进行解密，生成至少一个明文消息。
本申请实施例的第五方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现本申请任意基于OT协议的数据处理方法的步骤。
为实现上述目的，本申请实施例的第六方面，提供了一种基于OT协议的数据处理系统，包括：服务端和查询端，所述服务端执行实现本申请任意基于OT协议的数据处理方法的步骤，所述查询端执行实现本申请任意基于OT协议的数据处理方法的步骤。
为实现上述目的，本申请实施例的第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请任意基于OT协议的数据处理方法的步骤。
由上可见，本申请使用更短的密钥，来实现更高的安全，且计算量较小，处理速度更快，存储空间和传输带宽占用较少；且OT协议中用到的对称算法和哈希算法均可使用国密算法，因此使用国密算法实现不经意传输协议，可提高效率和安全性。
附图说明
图1为本申请实施例中的基于OT协议的数据处理方法的流程图；
图2为本申请实施例中的基于OT协议的数据处理方法的另一流程图；
图3为本申请实施例中的基于OT协议的数据处理方法的流程图；
图4为本申请实施例中的基于OT协议的数据处理方法的另一流程图；
图5为本申请实施例中的基于OT协议的数据处理装置的结构示意图；
图6为本申请实施例中的基于OT协议的数据处理装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
如图1所示，本申请提供一种基于OT协议的数据处理方法，应用于服务端，包括：
S110、生成SM2加密算法（基于ECC的国密算法）的至少两对公钥和私钥，并将至少两个公钥发送给查询端；
本申请中私钥使用表示，公钥使用pki=ski·G，i=1，2，...，n，G为SM2加密算法曲线的基点；
S120、根据至少两对私钥和密文生成至少一个密文消息，并发送给查询端。
相比RSA算法，SM2算法，本申请使用更短的密钥，来实现更高的安全，且计算量较小，处理速度更快，存储空间和传输带宽占用较少；且OT协议中用到的对称算法和哈希算法均可使用国密算法，因此使用国密算法实现不经意传输协议，可提高效率和安全性。
如图2所示，所述根据至少两对私钥和密文生成至少一个密文消息，并发送给查询端包括：
S210、对私钥、密文的第一部分和第二部分进行解密；
计算ti=ski·C1，解密pi=dec（ti，C2）。
S220、对解密后的信息进行加密。
加密Ei=enc（pi，mi） 。
如图5所示，本申请提供一种基于OT协议的数据处理装置，应用于服务端，包括：
私钥和公钥生成模块501，用于生成SM2加密算法的至少两对公钥和私钥，并将至少两个公钥发送给查询端；
密文生成模块502，用于根据至少两对私钥和密文生成至少一个密文消息，并发送给查询端。
密文生成模块502用于对私钥、密文的第一部分和第二部分进行解密；
对解密后的信息进行加密。
本申请实施例所提供的化学数据计算装置可执行本申请任意实施例所提供的基于OT协议的数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
如图3所示，本申请提供一种基于OT协议的数据处理方法，应用于查询端，包括：
S310、接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数r和第二随机数k，根据第一随机数和第二随机数生成数据包；所述数据包包括密文、第一随机数和第二随机数；所述密文包括第一部分和第二部分；
计算第一部分C1=k·G=（x1,y1），计算k·pka=（x2,y2），计算哈希值t=hash（x2,y2），计算哈希值使用国密SM3算法，加密第二部分C2=enc（t，r） ，拼接第一部分C1和第二部分C2，并发送C1║C2给服务端；
S320、接收到至少一个密文消息时，对其进行解密，生成至少一个明文消息，ma=dec（r，En），enc和dec分别为国密SM4对称加密和解密算法。
如图4所示，所述接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数和第二随机数，根据第一随机数和第二随机数生成数据包包括：
S410、根据第二随机数，计算密文的第一部分和哈希值；
S420、根据所述密文的第一部分和哈希值，生成所述密文的第二部分。
如图6所示，本申请提供一种基于OT协议的数据处理装置，应用于查询端，包括：
随机数生成模块601，用于接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数和第二随机数，根据第一随机数和第二随机数生成数据包；所述数据包包括密文、第一随机数和第二随机数；所述密文包括第一部分和第二部分；
解密模块602，用于接收到至少一个密文消息时，对其进行解密，生成至少一个明文消息。
随机数生成模块601用于根据第二随机数，计算密文的第一部分和哈希值；
根据所述密文的第一部分和哈希值，生成所述密文的第二部分。
本申请实施例所提供的化学数据计算装置可执行本申请任意实施例所提供的基于OT协议的数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图7是本申请实施例提供的电子设备的示意图。如图7所示，该实施例的电子设备7包括：处理器701、存储器702以及存储在该存储器702中并可在处理器701上运行的计算机程序703。处理器701执行计算机程序703时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，处理器701执行计算机程序703时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性地，计算机程序703可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或多个模块/单元被存储在存储器702中，并由处理器701执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序703在电子设备7中的执行过程。
电子设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等电子设备。电子设备7可以包括但不仅限于处理器701和存储器702。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是电子设备7的示例，并不构成对电子设备7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如，电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器701可以是中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），也可以是其它通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器702可以是电子设备7的内部存储单元，例如，电子设备7的硬盘或内存。存储器702也可以是电子设备7的外部存储设备，例如，电子设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器702还可以既包括电子设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器702用于存储计算机程序以及电子设备所需的其它程序和数据。存储器702还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可以实现上述各个方法实施例的步骤。计算机程序可以包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如，在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于OT协议的数据处理方法，应用于查询端，其特征在于，包括：
接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数和第二随机数，根据第一随机数和第二随机数生成数据包；所述数据包包括密文、第一随机数和第二随机数；所述密文包括第一部分和第二部分；
接收到至少一个密文消息时，对其进行解密，生成至少一个明文消息；
所述接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数和第二随机数，根据第一随机数和第二随机数生成数据包包括：
根据第二随机数，计算密文的第一部分和哈希值；
根据所述密文的第一部分和哈希值，生成所述密文的第二部分。
2.一种基于OT协议的数据处理装置，应用于查询端，其特征在于，包括：
随机数生成模块，用于接收至少两对公钥时，分别生成第一随机数和第二随机数，根据第一随机数和第二随机数生成数据包；所述数据包包括密文、第一随机数和第二随机数；所述密文包括第一部分和第二部分；
解密模块，用于接收到至少一个密文消息时，对其进行解密，生成至少一个明文消息；
其中，随机数生成模块用于根据第二随机数，计算密文的第一部分和哈希值；
根据所述密文的第一部分和哈希值，生成所述密文的第二部分。
3.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器以及一个或多个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1所述的方法。
4.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器实现如权利要求1所述方法。
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