CN115603911A - 一种属性基加密方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种属性基加密方法、装置、电子设备及存储介质，包括：通过中心机构建立属性基加密系统，并对属性基加密系统进行初始化处理；通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥；通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密得到密文；通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对密文进行解密。本发明实施例的技术方案可以减少属性基加密系统中第三方认证机构的参与，节省大量计算资源。

Description

一种属性基加密方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及数据安全技术领域，尤其涉及一种属性基加密方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
云计算作为一种新的计算模型，正在被越来越多的业务系统所使用。然而，云计算中的数据安全问题已经成为用户最为关注的问题，传统的公钥加密方法不能被直接应用到云计算中保护数据的机密性。
随着数据安全技术的发展，属性基加密方法作为一种新的公钥加密方法，已被广泛地应用于云计算中。现有技术中，在一个属性基加密方法中，每个用户都拥有一组属性，一个中心机构拥有一个主密钥。当用户第一次加入属性基加密系统时，中心机构根据该用户的属性，利用主密钥为其产生一个密钥。加密者可以利用一组属性来加密消息，使得只有属性与密文中要求的属性相匹配的用户才能利用其密钥解密密文。由于不同的用户可能有部分相同的属性，所以属性基加密方法可以实现一对多的安全的数据传输。
但是，现有的属性基加密方法通常需要第三方认证机构降低中央授权机构的计算成本，由于第三方认证机构过多，容易对现有系统产生较大的安全隐患；其次，现有方法通常采用双线性对运算方式，导致计算资源较多，增加物联网以及电子设备的计算负担。
发明内容
本发明提供了一种属性基加密方法、装置、电子设备及存储介质，可以减少属性基加密系统中第三方认证机构的参与，节省大量计算资源。
根据本发明的一方面，提供了一种属性基加密方法，包括：
通过中心机构建立属性基加密系统，并对所述属性基加密系统进行初始化处理；
通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥；
通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
可选的，对所述属性基加密系统进行初始化处理，包括：
通过所述中心机构，生成与属性基加密系统匹配的公共参数以及主密钥；
通过第一层用户，将对应的公钥提交至中心机构，并通过剩余各层用户，分别将对应的公钥提交至上层用户。
可选的，通过所述中心机构，生成与属性基加密系统匹配的公共参数，包括：
通过所述中心机构，根据系统对应的输入安全参数，调用群生成器生成系统匹配的双线性群和整数群；
根据所述系统匹配的双线性群和整数群，生成与属性基加密系统匹配的公共参数。
可选的，通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥，包括：
通过中心机构，根据第一层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成第一层用户对应的密钥；
通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成剩余用户分别对应的密钥。
可选的，通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文，包括：
通过数据拥有节点，根据与属性基加密系统匹配的整数群以及访问结构，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
将所述密文上传至预设的云服务器。
可选的，在通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密之前，还包括：
通过各层用户，从所述云服务器中获取对应的密文，并采用哈希函数对所述密文进行完整性校验。
可选的，通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密，包括：
通过各层用户，确定所述密文通过完整性校验后，判断对应的属性集合是否满足所述密文中包括的访问结构；
若是，则通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
根据本发明的另一方面，提供了一种属性基加密装置，所述装置包括：
系统初始化模块，用于通过中心机构建立属性基加密系统，并对所述属性基加密系统进行初始化处理；
密钥生成模块，用于通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥；
加密模块，用于通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
解密模块，用于通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的属性基加密方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的属性基加密方法。
本发明实施例提供的技术方案，通过中心机构建立属性基加密系统，并对属性基加密系统进行初始化处理，通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥，通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文，通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对密文进行解密的技术手段，可以减少属性基加密系统中第三方认证机构的参与，节省大量计算资源，避免对加密系统产生安全隐患。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例提供的一种属性基加密方法的流程图；
图2是根据本发明实施例提供的另一种属性基加密方法的流程图；
图3是根据本发明实施例提供的另一种属性基加密方法的流程图；
图4是根据本发明实施例提供的一种属性基加密装置的结构示意图；
图5是实现本发明实施例的属性基加密方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明实施例一提供的一种属性基加密方法的流程图，本实施例可适用于对业务系统进行属性基加密的情况，该方法可以由属性基加密装置来执行，该属性基加密装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该属性基加密装置可配置于具备数据处理功能的电子设备(例如终端或者服务器)中。如图1所示，该方法包括：
步骤110、通过中心机构建立属性基加密系统，并对所述属性基加密系统进行初始化处理。
在本实施例中，所述中心机构(Central Authority，CA)可以为云计算过程中的可信机构，承担公钥体系中公钥的合法性检验的责任。具体的，所述中心机构可以为使用属性基加密系统的终端，该终端可以是个人电脑、台式电脑以及智能移动设备等。
在此步骤中，可选的，可以由中心机构确定属性基加密系统的系统参数，与对所述系统进行初始化处理。
步骤120、通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥。
在本实施例中，所述属性基加密系统中的各用户(Data User，DU)可以按照分层方式进行部署，具体的，所述用户可以为业务系统中需要对加密数据进行处理的业务节点，例如个人电脑，台式电脑或者移动终端等。
在此步骤中，可选的，可以由中心机构采用第一层用户的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，然后由上层用户采用下层用户的公钥以及属性集合，为下层用户生成对应的密钥。
在一个具体的实施例中，所述属性集合中的属性，可以由属性基加密系统的使用单位自行定义，比如，当将属性基加密系统应用于高校时，可以定义第一用户属性为：姓名、性别、年龄、职称、职务、院系等；当将属性基加密系统应用于政府机构时，可以定义第一用户属性为：姓名、性别、年龄、户口所在地、籍贯等。
这样设置的好处在于，通过采用上层用户为下层用户确定密钥的方式，一方面可以解决中心机构的计算瓶颈问题，另一方面可以减少第三方认证机构的参与，避免对加密系统产生安全隐患。
步骤130、通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文。
在本实施例中，数据拥有节点(Data Owner，DO)，用于负责属性基加密系统中的数据加密工作。具体的，数据拥有节点可以首先对原始数据的初始明文进行对称加密，然后将对称加密后的密文存放在预设的存储位置。
步骤140、通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
在本实施例中，各层用户可以从预设的存储位置获取所述密文，并根据步骤120生成的密钥，以及各层用户分别对应的私钥，采用对称加密算法对密文进行解密。
这样设置的好处在于，通过采用对称加密算法对数据进行加密和解密，可以减少双线性对的运算，由此可以节省大量计算资源，避免物联网以及电子设备的计算负担较大，从而提高加密效率。
本发明实施例提供的技术方案，通过中心机构建立属性基加密系统，并对属性基加密系统进行初始化处理，通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥，通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文，通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对密文进行解密的技术手段，可以减少属性基加密系统中第三方认证机构的参与，节省大量计算资源，避免对加密系统产生安全隐患。
图2为本发明实施例二提供的一种属性基加密方法的流程图，本实施例是对上述实施例的进一步细化。如图2所示，该方法包括：
步骤210、通过中心机构建立属性基加密系统。
步骤220、通过所述中心机构，生成与属性基加密系统匹配的公共参数以及主密钥。
在此步骤中，可以通过中心机构，生成系统匹配的公共参数params，以及主密钥msk。
在本实施例的一个实施方式中，通过所述中心机构，生成与属性基加密系统匹配的公共参数，包括：通过所述中心机构，根据系统对应的输入安全参数，调用群生成器生成系统匹配的双线性群和整数群；根据所述系统匹配的双线性群和整数群，生成与属性基加密系统匹配的公共参数。
在一个具体的实施例中，可以通过中心机构，根据输入安全参数κ，调用群生成器G，生成阶为素数p的双线性群G1和G2，以及整数群Zp，然后选取g∈G1，h∈G2，α∈Zp，计算g1＝ga，h1＝ha，T＝e(g,h)α，由此可以得到系统匹配的公共参数为params＝(g,h,g1,h1,T)。
步骤230、通过第一层用户，将对应的公钥提交至中心机构，并通过剩余各层用户，分别将对应的公钥提交至上层用户。
在此步骤中，系统中的各层用户可以选择x∈Zp作为对应的私钥sk，并计算pk＝gx作为对应的公钥，然后由第一层用户将对应的公钥提交至中心机构，剩余各层用户分别将对应的公钥提交至上层用户，以完成注册。
步骤240、通过中心机构，根据第一层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成第一层用户对应的密钥。
在此步骤中，中心机构可以根据第一层用户对应的属性集合S1以及公钥pk1，生成第一层用户对应的密钥SK1。
在一个具体的实施例中，中心机构生成第一用户密钥的过程(KeyGen1(params,S1,msk,pk1)→SK1)可以如下述公式所示：
Figure BDA0003900364800000081
选取σy∈Zp，并选取t∈Zp，计算：
Figure BDA0003900364800000091
Figure BDA0003900364800000092
K2＝H(0111)t·h，
Figure BDA0003900364800000093
通过上述公式可以得到第一层用户对应的密钥为SK1＝(K0,K1,K2,{Ky,1,Ky,2}y∈S)，并由中心机构将(t,SK1)发送给第一层用户。
步骤250、通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成剩余用户分别对应的密钥。
在此步骤中，系统中的各层用户可以根据下层用户对应的属性集合Si以及公钥pki，生成剩余用户分别对应的密钥SKi。
在一个具体的实施例中，剩余用户的密钥生成过程(KeyGeni(params,Si,t,pki)→SKi)可以如下述公式所示：
第i-1层用户接收到第i(i≥2)层用户的属性集合Si以及公钥pki后，可以随机选取σy∈Zp，并计算：
Figure BDA0003900364800000094
K1＝K1
Figure BDA0003900364800000095
Figure BDA0003900364800000096
通过上述公式第i-1层用户，可以确定第i层用户的密钥为SKi＝(K0,K1,K2,{Ky,1,Ky,2}y∈S)，并将该密钥发送至第i层用户。
在一个具体的实施方式中，第一层用户向下层用户发送密钥之前，需要对K2进行更新(即K2＝K2/h)，然后执行上述计算过程。
步骤260、通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文。
步骤270、通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
本发明实施例提供的技术方案，通过中心机构建立属性基加密系统，通过中心机构生成与属性基加密系统匹配的公共参数以及主密钥，通过第一层用户，将对应的公钥提交至中心机构，并通过剩余各层用户，分别将对应的公钥提交至上层用户，通过中心机构根据第一层用户的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成第一层用户对应的密钥，通过系统中的各层用户，根据下层用户的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成剩余用户分别对应的密钥，通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密得到密文，通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对密文进行解密的技术手段，可以减少属性基加密系统中第三方认证机构的参与，节省大量计算资源，避免对加密系统产生安全隐患。
图3为本发明实施例三提供的一种属性基加密方法的流程图，本实施例是对上述实施例的进一步细化。如图3所示，该方法包括：
步骤310、通过中心机构建立属性基加密系统，并对所述属性基加密系统进行初始化处理。
步骤320、通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥。
步骤330、通过数据拥有节点，根据与属性基加密系统匹配的整数群以及访问结构，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文。
在一个具体的实施例中，数据拥有节点对明文进行加密时，可以随机选择s∈Zp，确定(M,ρ)为系统对应的访问结构。其中，M表示n1×n2的访问矩阵，ρ用于将矩阵中的每一行映射至对应的属性。数据拥有节点可以通过对称加密算法对明文进行加密C＝SE.Enckey(msg)，并通过下述公式确定密文：
Figure BDA0003900364800000114
Figure BDA0003900364800000115
C3＝key·Ts
Figure BDA0003900364800000111
计算
Figure BDA0003900364800000112
由此，通过上述公式可以得到密文为：
Figure BDA0003900364800000113
步骤340、将所述密文上传至预设的云服务器。
在此步骤中，可以由数据拥有节点将密文ct上传至云服务器(Cloud ServiceProvider，CSP)。
步骤350、通过各层用户，从所述云服务器中获取对应的密文，并采用哈希函数对所述密文进行完整性校验。
在一个具体的实施例中，各层用户从云服务器获取到密文ct后，可以计算σ'，并根据计算结果确定e(V,h1)和e(C1,hσ')，然后判断e(V,h1)和e(C1,hσ')是否相同，若是，则确定所述密文通过完整性校验，若否，则终止对所述密文的运算过程。
其中，e表示基于椭圆曲线密码学(Elliptic Curve Cryptography，ECC)算法。
步骤360、通过各层用户，确定所述密文通过完整性校验后，判断对应的属性集合是否满足所述密文中包括的访问结构；若是，执行步骤370，若否，执行步骤380。
在本实施例中，如果用户确定密文通过完整性校验，则需要计算矩阵M的行集合，即I＝{i:ρ(i)∈S}，然后根据计算结果判断对应的属性集合是否满足访问结构。
步骤370、通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
在本实施例中，如果用户确定对应的属性集合满足访问结构，则可以根据下述公式对密文进行解密：
确定系数{γi∈Zp}i∈I，并保证该系数满足
Figure BDA0003900364800000121
然后计算：
Figure BDA0003900364800000122
第i层用户根据的私钥ski，计算
Figure BDA0003900364800000123
Figure BDA0003900364800000124
Figure BDA0003900364800000125
key＝C3/res
最后采用对称加密算法，对密文进行解密得到明文msg＝SE.Deckey(C)。
步骤380、终止对所述密文的运算过程。
本发明实施例提供的技术方案，通过中心机构建立属性基加密系统，并对属性基加密系统进行初始化处理，通过中心机构根据系统中第一层用户的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥，通过数据拥有节点根据与属性基加密系统匹配的整数群以及访问结构，采用对称加密算法为明文进行加密得到密文，将密文上传至预设的云服务器，通过各层用户从云服务器中获取对应的密文，并采用哈希函数对密文进行完整性校验，通过各层用户，确定密文通过完整性校验后，判断对应的属性集合是否满足密文中包括的访问结构，若是，则通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对密文进行解密的技术手段，可以减少属性基加密系统中第三方认证机构的参与，节省大量计算资源，避免对加密系统产生安全隐患。
图4为本发明实施例四提供的一种属性基加密装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：系统初始化模块410、密钥生成模块420、加密模块430和解密模块440。
其中，系统初始化模块410，用于通过中心机构建立属性基加密系统，并对所述属性基加密系统进行初始化处理；
密钥生成模块420，用于通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥；
加密模块430，用于通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
解密模块440，用于通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
本发明实施例提供的技术方案，通过中心机构建立属性基加密系统，并对属性基加密系统进行初始化处理，通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥，通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文，通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对密文进行解密的技术手段，可以减少属性基加密系统中第三方认证机构的参与，节省大量计算资源，避免对加密系统产生安全隐患。
在上述实施例的基础上，系统初始化模块410包括：
参数生成单元，用于通过所述中心机构，生成与属性基加密系统匹配的公共参数以及主密钥；
公钥提交单元，用于通过第一层用户，将对应的公钥提交至中心机构，并通过剩余各层用户，分别将对应的公钥提交至上层用户；
参数处理单元，用于通过所述中心机构，根据系统对应的输入安全参数，调用群生成器生成系统匹配的双线性群和整数群；根据所述系统匹配的双线性群和整数群，生成与属性基加密系统匹配的公共参数。
密钥生成模块420包括：
第一密钥生成单元，用于通过中心机构，根据第一层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成第一层用户对应的密钥；
第二密钥生成单元，用于通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成剩余用户分别对应的密钥。
加密模块430包括：
对称加密单元，用于通过数据拥有节点，根据与属性基加密系统匹配的整数群以及访问结构，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
密文上传单元，用于将所述密文上传至预设的云服务器。
解密模块440包括：
完整性校验单元，用于通过各层用户，从所述云服务器中获取对应的密文，并采用哈希函数对所述密文进行完整性校验；
属性集合判断单元，用于通过各层用户，确定所述密文通过完整性校验后，判断对应的属性集合是否满足所述密文中包括的访问结构；若是，则通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本发明实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。
图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如属性基加密方法。
在一些实施例中，属性基加密方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的属性基加密方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行属性基加密方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种属性基加密方法，其特征在于，包括：
通过中心机构建立属性基加密系统，并对所述属性基加密系统进行初始化处理；
通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥；
通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述属性基加密系统进行初始化处理，包括：
通过所述中心机构，生成与属性基加密系统匹配的公共参数以及主密钥；
通过第一层用户，将对应的公钥提交至中心机构，并通过剩余各层用户，分别将对应的公钥提交至上层用户。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述中心机构，生成与属性基加密系统匹配的公共参数，包括：
通过所述中心机构，根据系统对应的输入安全参数，调用群生成器生成系统匹配的双线性群和整数群；
根据所述系统匹配的双线性群和整数群，生成与属性基加密系统匹配的公共参数。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥，包括：
通过中心机构，根据第一层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成第一层用户对应的密钥；
通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，采用哈希函数以及幂运算方式，生成剩余用户分别对应的密钥。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文，包括：
通过数据拥有节点，根据与属性基加密系统匹配的整数群以及访问结构，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
将所述密文上传至预设的云服务器。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密之前，还包括：
通过各层用户，从所述云服务器中获取对应的密文，并采用哈希函数对所述密文进行完整性校验。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密，包括：
通过各层用户，确定所述密文通过完整性校验后，判断对应的属性集合是否满足所述密文中包括的访问结构；
若是，则通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
8.一种属性基加密装置，其特征在于，包括：
系统初始化模块，用于通过中心机构建立属性基加密系统，并对所述属性基加密系统进行初始化处理；
密钥生成模块，用于通过中心机构，根据系统中第一层用户提供的属性集合以及公钥，生成第一层用户对应的密钥，并通过系统中的各层用户，根据下层用户提供的属性集合以及公钥，生成剩余用户分别对应的密钥；
加密模块，用于通过数据拥有节点，采用对称加密算法为明文进行加密，得到密文；
解密模块，用于通过各层用户根据对应的密钥以及私钥，采用对称加密算法对所述密文进行解密。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的属性基加密方法。
10.一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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的属性基加密方法。
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