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专利号: 2020103008871
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:对密钥生成中心进行系统初始化,生成系统参数和主密钥;

S2:根据主密钥,利用系统参数为用户生成部分密钥;

S3:基于部分密钥,通过用户设定秘密值并秘密保存;

S4:通过用户根据秘密值设置公钥;

S5:基于公钥,将用户的文件发送至云服务器进行持久存储;

S6:通过验证者将需要检验完整性的文件根据随机抽样策略生成挑战信息,并发送至云服务器;

S7:利用云服务器,根据生成的挑战信息生成数据完整性的证据返回给验证者;

S8:根据数据完整性的证据判断云端数据完整性是否受损,完成云端数据完整性的审计。

2.根据权利要求1所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下子步骤:S11:利用密钥生成中心选择两个q阶循环群,即第一循环群G1和第二循环群G2;

S12:利用密钥生成中心选择第一循环群G1上的第一独立生成元P0、第二独立生成元P1和双线性映射e:G1×G1→G2;

S13:基于两个独立生成元和双线性映射,利用密钥生成中心选择第一安全哈希函数h和第二安全哈希函数H;

S14:基于第一安全哈希函数h和第二安全哈希函数H,利用密钥生成中心选择第一随机数 作为主密钥,其中Zq*为有限域;

S15:根据第一随机数s计算系统公钥Ppub,其计算公式为:Ppub=s·P0

其中,s表示第一随机数,P0表示第一独立生成元;

S16:保存第一随机数s并公开系统参数params,其表达式为params={G1,G2,q,P0,P1,e,h,H,Ppub},完成系统初始化。

3.根据权利要求2所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下子步骤:S21:利用密钥生成中心获取用户的公开身份标识IDU;

S22:基于用户的公开身份标识,利用密钥生成中心选择第二随机数 其中Zq*为有限域;

S23:根据第二随机数rU和第一独立生成元P0计算第一部分密钥RU;

S24:根据用户的公开身份标识IDU和第一部分密钥RU计算中间参数hU;

S25:根据第一随机数s、中间参数hU和第二随机数rU计算第二部分密钥sU;

S26:利用密钥生成中心将第一部分密钥RU和第二部分密钥sU发送给用户。

4.根据权利要求3所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S23中,第一部分密钥RU的计算公式为:RU=rU·P0

其中,rU表示第二随机数,P0表示第一独立生成元;

所述步骤S24中,中间参数hU的计算公式为:hU=h(IDU,RU)

其中,h()表示第一安全哈希函数运算,IDU表示用户的公开身份标识,RU表示第一部分密钥;

所述步骤S25中,第二部分密钥sU的计算公式为:sU=s·hU+rUmodq

其中,s表示第一随机数,hU表示中间参数,rU表示第二随机数,mod表示求余运算,q表示循环群阶数。

5.根据权利要求4所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S3中,用户选择第三随机数 作为秘密值,并秘密保存,其中Zq*为有限域。

6.根据权利要求5所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S4包括以下子步骤:S41:利用用户根据秘密值计算公开参数XU,其计算公式为:XU=xU·P0

其中,xU表示第三随机数,P0表示第一独立生成元;

S42:根据公开参数XU生成公钥pkU,其生成公式为:pkU={XU,RU}

其中,XU表示公开参数,RU表示第一部分密钥。

7.根据权利要求6所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S5包括以下子步骤:S51:将用户的文件F分为n个数据块{m1,m2,...,mn};

S52:利用用户计算每个数据块mi的标签Ti,其计算公式为:Ti=(sU+xU)(miP1+H(name||i))其中,sU表示第二部分密钥,xU表示第三随机数,P1表示第二独立生成元,name为文件F的唯一标识,i代表数据块mi的索引,i=1,2,...,n;

S53:将所有数据块及标签的集合{name,{mi,Ti}i∈[1,n]}发送至云服务器进行持久存储。

8.根据权利要求7所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S6包括以下子步骤:S61:通过验证者从数据块的索引集合{1,2,...,n}中随机选择c个元素组成挑战索引集合J,c=1,2,...,n;

S62:利用验证者为挑战索引集合中的每个索引i∈J选择对应的第四随机数并构成随机数集合 其中Zq*为有限域;

S63:通过验证者选择第五随机数 其中Zq*为有限域;

S64:根据第五随机数计算第一挑战参数R0和第二挑战参数R1,其计算公式分别为:R0=w·P0

R1=w·P1

其中,w表示第五随机数,P0表示第一独立生成元,P1表示第二独立生成元;

S65:利用验证者将集合{J,V,R0,R1}作为挑战信息发送至云服务器。

9.根据权利要求8所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S7包括以下子步骤:S71:利用云服务器和用户的公开身份标识计算中间参数hU和数据中间参数QU,其计算公式分别为:hU=h(IDU,RU)

QU=XU+hU·Ppub+RU

其中,h()表示第一安全哈希函数运算,IDU表示用户的公开身份标识,RU表示第一部分密钥,XU表示公开参数,Ppub表示系统公钥,hU表示中间参数;

S72:根据中间参数和数据中间参数计算响应证据P,其计算公式为:其中,e()表示双线性映射运算,vi表示随机数集合V中的元素,i表示数据块mi的索引,J表示挑战索引集合,Ti表示每个数据块mi的标签,R0表示第一挑战参数,R1表示第二挑战参数,QU表示数据中间参数,i=1,2,...,n;

S73:利用云服务器将响应证据P作为数据完整性的证据返回给验证者。

10.根据权利要求9所述的基于无证书且含隐私保护功能的云端数据完整性审计方法,其特征在于,所述步骤S8包括以下子步骤:S81:通过验证者计算中间参数hU和数据中间参数QU,其计算公式分别为:hU=h(IDU,RU)

QU=XU+hU·Ppub+RU

其中,h()表示第一安全哈希函数运算,IDU表示用户的公开身份标识,RU表示第一部分密钥,XU表示公开参数,Ppub表示系统公钥;

S82:通过验证者判断等式 是否成立,若成立则表示云端的数据保存完好,否则表示云端的数据至少有一个数据块已受损。