本發(fā)明涉及移動(dòng)云的信息安全、移動(dòng)云信息加密技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

云計(jì)算已經(jīng)成為了目前信息化發(fā)展的主要趨勢(shì)。隨著各類云服務(wù)的涌現(xiàn)，云計(jì)算技術(shù)正在改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。

移動(dòng)通信的飛速發(fā)展和移動(dòng)終端的智能化、多元化，使越來越多的用戶選擇使用智能移動(dòng)終端。移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)研發(fā)也開始面向云計(jì)算這一廣闊的領(lǐng)域。因?yàn)橐苿?dòng)終端設(shè)備便攜式、可移動(dòng)的特點(diǎn)，所以使用戶在訪問時(shí)所處的環(huán)境、時(shí)態(tài)不可控；移動(dòng)終端的智能化和普及化導(dǎo)致用戶群體龐大、管理困難；因此，在移動(dòng)云計(jì)算環(huán)境下，數(shù)據(jù)安全管理需要考慮多級(jí)化、細(xì)粒度化，以及訪問控制多要素化、動(dòng)態(tài)化等一系列問題。

移動(dòng)云計(jì)算環(huán)境面臨著用戶分類模糊、資源數(shù)量巨大、訪問管理復(fù)雜等問題。首先，移動(dòng)云計(jì)算應(yīng)用范圍廣泛，用戶可通過移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)云端數(shù)據(jù)的使用。其次，移動(dòng)云中的資源由創(chuàng)建者打包、封裝并上傳，其后將管理權(quán)交由云平臺(tái)，數(shù)據(jù)的所有者不再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和控制。再者，在數(shù)據(jù)運(yùn)維管理過程中，存在由于容災(zāi)備份或者用戶使用引起的數(shù)據(jù)跨云遷移和流通，通常數(shù)據(jù)以完全加密或部分加密的形式進(jìn)行傳輸。最后，云端數(shù)據(jù)由用戶或CSP創(chuàng)建后，托管到云平臺(tái)，依據(jù)用途不同，被部署到不同行業(yè)的私有云或公有云中，由不同的云平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)使用、維護(hù)、訪問控制和銷毀等管理。用戶則通過移動(dòng)終端經(jīng)由隨機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，在任意時(shí)間向云平臺(tái)提出對(duì)數(shù)據(jù)的訪問請(qǐng)求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種移動(dòng)云中多要素訪問控制的代理重加密算法。

為解決上述問題，本發(fā)明提出了以下技術(shù)方案：

內(nèi)容管理服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)處理用戶請(qǐng)求；數(shù)據(jù)管理服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)加密后的數(shù)據(jù)；代理加密服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的代理重加密；重加密密鑰管理服務(wù)器基于用戶的客觀訪問控制條件進(jìn)行策略的匹配并生成重加密密鑰，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)重加密密鑰的管理。用戶可使用相關(guān)的移動(dòng)終端進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的訪問和使用，訪問形式可以多樣化。資源所有者負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、初始數(shù)據(jù)的加密，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包含數(shù)據(jù)內(nèi)容密文、策略描述及重加密密鑰生成所需信息，上述數(shù)據(jù)分別發(fā)送至內(nèi)容服務(wù)器和重加密密鑰管理服務(wù)器。具體步驟如下：

步驟1：系統(tǒng)初始化，建立參數(shù)。

步驟2：初始密鑰生成。

步驟3：數(shù)據(jù)加密及加密算法。

步驟4：代理重加密密鑰生成。

步驟5：代理重加密對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

步驟6：用戶i解密滋生公鑰加密的密文獲取明文。

步驟7：用戶j解密條件加密后的密文獲取明文m。

本發(fā)明的有益效果是：

1、實(shí)現(xiàn)了在移動(dòng)云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)多要素訪問控制與數(shù)據(jù)加解密管理的有機(jī)結(jié)合，為移動(dòng)云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)的安全、可信保障奠定基礎(chǔ)。

具體實(shí)施方式

移動(dòng)云中多要素訪問控制的代理重加密算法，其主要特征是：以i表示為數(shù)據(jù)創(chuàng)建者，其數(shù)據(jù)在云服務(wù)器上發(fā)布，j為數(shù)據(jù)訪問者，向服務(wù)器請(qǐng)求訪問數(shù)據(jù)創(chuàng)建者i所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，算法包括以下七個(gè)步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化，建立參數(shù)

選取長度的K的素?cái)?shù)p，群G₁，G₂為乘法循環(huán)群，定義雙線性映射e：G₁×G₁→G₂，g為G₁的生成元，四個(gè)散列函數(shù)：

H₁：{0，1}^*→G₁

H₂：

H₃：G₃→{0，1}^l

H₄：{0，1}^*→G₁

公鑰PK＝{p，G₁，G₂，g，H_i(i＝1，L，4)，{0，1}^*是訪問條件。

步驟2：初始密鑰生成

選取x_i，則可以定義：

同理：

步驟3：數(shù)據(jù)加密及加密算法

數(shù)據(jù)創(chuàng)建者i使用公鑰pk_i加密明文信息m，選取k∈G₂，計(jì)算：

r＝H₂(m||k)

則有密文C_i＝(c₁，c₂，c₃，c₄，c₅)，其中：

c₁＝g^r

c₂＝ke(pk_i，H₁(pk_i))^r

c₄＝H₁(pk_i)

c₅＝H₄(c₁||c₂||c₃||c₄)^r

步驟4：代理重加密密鑰生成

代理重加密的密鑰時(shí)多要素訪問控制條件，將其分為主體條件和客體條件，其中主體條件包括角色、時(shí)態(tài)、環(huán)境、多級(jí)安全屬性，客體條件是名稱、有效期、生命周期、安全屬性，將他們用數(shù)據(jù)描述語言(XML)進(jìn)行結(jié)構(gòu)描述，解析產(chǎn)生主體訪問控制條件和客體訪問控制條件，其后分別生成數(shù)據(jù)摘要，生成指定長度的主體條件摘要Hsc和客體條件摘要Hoc，對(duì)生成的摘要進(jìn)行數(shù)據(jù)的連接和散列等運(yùn)算，產(chǎn)生指定長度的重加密密鑰生成算法參數(shù)condition，完成多要素訪問控制條件在重加密密鑰生成中的構(gòu)造和描述。

代理重加密密鑰用來表示，是由i到j(luò)基于條件condition的代理重加密密鑰，是關(guān)于sk、pk_j、condition的函數(shù)，所以將其定義為：

步驟5：代理重加密對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密

對(duì)密文C_i重新加密，生成可以被sk_j所解密的密文C_j，當(dāng)e(c₁，H₄(c₁||c₂||c₃||c₄))＝e(g，c₅)時(shí)，進(jìn)行加密運(yùn)算：

若e(c₁，H₄(c₁||c₂||c₃||c₄))≠e(g，c₅)，則反饋錯(cuò)誤。

步驟6：用戶i解密滋生公鑰加密的密文獲取明文

若e(c₁，H₄(c₁||c₂||c₃||c₄))＝e(g，c₅)，則可以進(jìn)行解密計(jì)算，然后輸出明m；算法如下：

計(jì)算計(jì)算明文計(jì)算r＝H₂(m||k)，若c₁＝g^r且則輸出明文。

步驟7：用戶j解密條件加密后的密文獲取明文m

若則進(jìn)行解密計(jì)算：

計(jì)算：

計(jì)算：r＝H₂(m||k)，若且則輸出條件解密結(jié)果，若則返回錯(cuò)誤。

在本發(fā)明算法中，由于若云計(jì)算平臺(tái)上的服務(wù)器與訪問者合謀計(jì)算出授權(quán)方的私鑰則等同于離散對(duì)數(shù)問題的求解。因此加密代理與解密方很難共謀實(shí)現(xiàn)密鑰的竊取，該方案具有主密鑰安全性。