一種條件廣播代理沖加密方案

葛運龍　黃正興　鄧小莉

摘 要 構造了新的基于身份的條件廣播代理重加密方案。該方案通過在生成重加密密鑰過程中加入特殊條件，限制了代理者的重加密權限；授權者無需針對不同受理者生成代理重加密密鑰，而密文能夠被直接再次地廣播，提高了運算效率。

關鍵詞 廣播 代理重加密 重加密密鑰

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A

0引言

針對當現用通信網絡受到破壞，需要借用第三方網絡進行轉發通信時要確保密文保密性的問題，構造了一種基于身份的條件廣播代理重加密方案。授權者通過在生成重加密密鑰過程中加入條件，來限制代理者的重加密權限過大的問題，使授權者的密文能夠在網絡中由第三方通信服務器再次廣播以確保重要通信，并且只有符合特定條件的接收端才能對密文解密，確保了通信的暢通和高效。

1系統初始化算法（Setup）

設G是一個N階混合雙線性群。設最大接收者數量為m，PKG隨機選擇及g∈G，u∈Gn+1及%Z1，%Z2，%Z3，%Z4∈Z%j*，%[1=g%Z1，%[2=g%Z2，%[3=g%Z3，%[4=g%Z4，定義函數F（x）=gxh，h∈RG；抗碰撞哈希函數H：Gn+1讃1，0}n→G，滿足H（u，ID）=u[0]nj=1u[j]IDi[j]（對于哈希函數的定義參照文獻，其中IDi[j]表示第i個用戶身份串的第j個比特）。則公共參數為，而主密鑰為：%Z1，%Z2，%Z3，%Z4。

2密鑰生成算法（KeyGen）

輸入用戶的身份IDi∈{1，0}k，隨機選取%dk1，%dk2∈Zp，則相應于身份IDi的私鑰為：

di={di，0，di，1，di，2，di，3，di，4}

={g%dk%Z1%Z2+%dk，2%Z3%Z4，hi-%dk%Z1%Z2，hi-%dk1%Z1，hi-%dk2%Z4，hi-%dk2%Z3，}

計算：%g·e（H（u，IDj），di，0），

di，*中的i指當前正在進行操作的用戶序號，di，*表示第i個用戶的第*個私鑰，在之后不再贅述，hi=H（u，IDi）（s∈ZN，%g∈RGT，i=1.……%b）公布公共參數：

%g·e（H（u，IDj），di，0）s，hsi。

3加密算法（Enc）

當廣播者IDs想要發送消息M給接收用戶集合{IDR，i=1.……%b}時，選取條件%r和隨機數s1，s2∈ZN，并計算密文如下：

4重加密密鑰生成算法（ReKeyGen）

選擇想要轉發消息的接收用戶集合{IDs，i=1.……%b}隨機選取，計算：

（其中）

5重加密算法（ReEnc）

選擇想要轉發消息的接收用戶集合{IDs，i=1.……%b}，利用重加密密鑰和第二層密文，計算第一層密文為：

6第II層密文解密算法（Dec II）

當合法用戶群{IDR，i=1.……%b}中的用戶IDi收到有效密文C，用戶IDi用其私鑰進行解密，若可以解密，則解密算法如下：

（1GT指群中的單位元，在之后不再贅述）若其成立，輸出M=0，否則輸出M=1。

7第I層密文解密算法（Dec I）

當合法用戶群{IDRi，i=1.……%b}中的用戶IDi收到有效密文C，用戶IDi用其私鑰進行解密，若可以解密，則解密算法如下：

本文針對現實網絡環境中對信息存儲轉發過程中的具體問題，以及代理重加密密碼體制中存在的不足提出該方案。結合基于身份的密碼體制、廣播加密以及條件代理重加密，提出了一個基于身份的條件廣播代理重加密方案，并證明了其在標準模型下是CPA安全的。該方案可以用來保證在已有通信網絡受到破壞時，借用第三方通信網絡對秘密信息的正常傳達，并且只有符合條件的身份型用戶才能解密密文。

參考文獻

[1] 葛運龍，王緒安，潘峰，基于身份的抗選擇性公開攻擊廣播加密方案[J]. 計算機應用. 2013，33 （4）：1047-1150.

[2] 王緒安，蔡偉藝，潘峰，葛運龍，對一種身份型廣播加密方案的分析和改進[J]. 計算機應用研究. 2013，30（6）：1849-1852.A. Fiat and M. Naor. Broadcast encryption. CRYPTO 1993，LNCS 773：480-491.

[3] B.Waters. Efficient Identity-based Encryption without Random Oracles[C]. Eurocrypt05，LNCS 3494，114～127.