一种门限秘密信息分配、还原、完整性验证方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种门限秘密信息分配方法及装置，该方法包括：将文件分割成t个秘密信息；将t个秘密信息分别分割成p-1个子秘密信息；将p-1个子秘密信息分别生成(k-1)个只包含0和1的随机信息串；根据p-1个随机信息串向量；生成系数矩阵；根据秘密信息向量、随机信息串向量以及系数矩阵计算t×n个信息份额；对t×n个信息份额进行加密生成t×n个密文；将t×n个密文发送给n个服务器。本发明专利技术提供了一种门限秘密信息还原方法及装置，已知n个密文时还原秘密信息。本发明专利技术提了一种门限秘密信息完整性验证方法及装置，已知少量的密文，验证信息的完整性。本发明专利技术提供的门限秘密信息分配、还原、完整性验证方法及装置具有计算负荷小、效率高、安全性高的优点，节省成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及信息安全
，具体设及一种口限秘密信息分配、还原、完整性验 证方法及装置。
技术介绍
为了确保数据的安全性和保密性，研究者们提出了也n) 口限秘密共享概念，秘 密共享是信息安全和数据保密的重要手段，它在重要信息和秘密数据的安全保存、传输W 及合法利用中起着关键作用，在也n) 口限秘密共享可W取任何消息，把它分成n份，每份 叫做原来消息的影子或份额，并被n个不同的服务器共享，满足只有大于等于k个服务器联 合可W还原出该秘密和任意少于k个服务器不能得到该秘密的任何信息运两个条件时称 为完美的秘密共享方案，此外，若再满足每个服务器所持有的份额尺寸和原秘密一样大的 条件时称为理想的秘密共享方案，在化，n) 口限秘密共享方案中，可W把任何消息分成n部 分，每部分叫做原来消息的影子或共享。 但是实现化，n) 口限秘密共享方案的方法多是基于挪罗瓦域或素数域上的运算， 运算负载相对比较大，同时，也限制了秘密分享方案在高性能的存储领域的应用，实验数据 表明，编码8K字节的数据，秘密共享方案为（t= 6，n= 10)编码速度要比加密类型AES加 密编码慢近70倍W上，因此，虽然化，n) 口限秘密共享方案是信息安全和数据保密的重要 手段，但是因其具有较高的计算负担，在普通数据的存储领域的应用受到了很大的限制。 对此，研究者提出了一种高效的异或运算来实现秘密共享，但是，该方案中，每个 参与者拥有的份额尺寸是原来的秘密信息的数倍，运不是理想的秘密共享方案，而研究者 提出的另一种基于异或运算的化，n)阔值秘密共享方案，声称采用运种方案在口限（3，11) 下，4. 5M字节数据的分享和还原速度比原有的口限秘密的方案快900倍，但是，运种基于异 或运算的也n)阔值秘密共享方案有很多缺点：当k越是接近n时，该方案的秘密分发和还 原的计算量越大，效率低；即使有多于k个份额参与秘密还原，但还原的计算量不能减小； 不允许参与者自己选择持有的份额。 另外，随着云存储技术的迅猛发展，越来越多的人或者企业选择使用云存储环境 存放自己的资料，云存储给用户带来了极大的便利，但是，由于用户在本地可能没有保存任 何的数据副本，无法确保存储在云中的数据是否是安全的，因此，研究者提出的数据完整性 证明成为解决运一问题的重要手段，数据完整性验证机制根据是否对数据文件采用了容错 预处理分为数据持有性PDP机制和数据可恢复证明POR机制，PDP机制能快速判断远程节点 上数据是否损坏，更多的注重效率，主要应用于检测大数据文件的完整性；POR机制不仅能 够检测数据是否已损坏，且能恢复已损坏的数据，主要应用于重要数据的完整性确保；现有 的PDP机制包括基于MC认证码的PDP机制、基于RSA签名的PDP机制、基于BLS签名的 PDP机制、支持动态操作的PDP机制、支持多副本的PDP机制W及保护隐私的PDP机制；现 有的POR机制包括：基于岗哨的POR机制、紧缩的POR机制W及支持动态操作的POR机制。 其中，支持动态操作的PDP机制包括了：Ateniese等人考虑的支持部分动态的PDP 机制，该机制只能支持数据的更新，删除和追加等操作，无法实施插入操作；Erway等人提 出的基于跳表的PDP机制，该机制是第一种完全支持动态操作的PDP机制，但该机制存在 认证路径过长，每次认证需要大量辅助信息支持，计算机代价和通信开销较大等问题；Wang 等人的基于MerkleTree的PDP机制，该机制相比跳表机制，具有更为简单的数据结构。其 中，紧缩的POR机制包括：Shacham等人分别提出了针对私有验证和公开验证的数据可恢复 POR机制。 相比PDP机制所要考虑的计算复杂度和通信复杂度而言，POR机制虽然降低了通 信代价和验证开销，但是也增加了初始化的时间，另外，执行抽取恢复操作的人必须是可信 的，若不可信，通过一定次数的验证请求后，就可一获取部分文件知识，使存储的数据文件 的安全性受到威胁。 因此，现有的秘密分发和还原方案的计算量越大，效率低，即使有多于k个份额参 与秘密还原，但还原的计算量不能减小，不允许参与者自己选择持有的份额，另外，现有的 数据完整性验证方案不能同时满足节约初始化时间、降低运算负荷W及保证存储的数据的 安全性的条件。
技术实现思路
本专利技术提供一种口限秘密信息分配、还原、完整性验证方法及装置，解决了现有技 术中秘密信息分配和还原装置的计算量越大、效率低和秘密信息安全性低的问题，解决了 现有的数据完整性验证方案的信息通讯量大、验证过程速度慢、成本高的问题。 第一方面，本专利技术提供一种口限秘密信息分配方法，所述方法包括： 将待存储文件分割成t个秘密信息：Si,S2,…，Sh,…，S"Sh为第h个秘密信息， 为预设常数； 将所述t个秘密信息分别分割成P-I个子秘密信息，得到t个秘密信息向量 2，'''，马:，…马，其中，苗为第h个秘密信息向量，？,,, =(?,?, ??一矿，，Shi为Sh的 第f个子秘密信息，1《f《p-l，p为素数且P>n-l，n为预设常数，且n为每个秘密信息 生成的信息份额的个数；[001引将所述P-I个子秘密信息分别生成化-1)个只包含0和1的随机信息串，得到k-1 个随机信息串向量?"i，弓，…弓，…，荀_1，:其中，巧= (/'1/兩，…，，ffi为第f个子秘密信 息的第个1随机信息串，1《1《k-l，k《n，n为预设常数； 生成系数矩阵CT，所述系数矩阵a" 是在当m=u时，根据矩阵玄；r_i生成，其 中，巧'-I= ，当i= (j+m)modp时ei,.j取值为1，否则取值为0,其中，0《U《n-1， 0《m《p-1，0《j《p-1，P为素数且P>n-1，n为预设常数；[001引根据所述t个秘密信息向量?馬，…，馬、所述随机信息串向量巧馬，…丐，…马_1W及所述系数矩阵aU分别计算t个秘密信息的n个信息份额：A，共，…，丸，…，夾，其中，充 为第h个秘密信息的n个信息份额，孩:=レw，知，.'.，.?，g，...，於:，。了，yh,g为第h个秘密信息 的第g个信息份额，I《h《t，I《g《n，n为预设常数； 分别对t个秘密信息生成的tXn个信息份额进行加密处理，生成tXn个密文； 将所述tXn个密文通过秘密信道分别发送给n个不同的参与者。 其中，所述分别对t个秘密信息生成的tXn个信息份额进行加密处理，生成tXn 个密文，包括： 生成随机矩阵0U和一个伪随机函数密钥kPd,所述伪随机函数密钥kpff由预先 设置的算法生成，所述随机矩阵伴'=五;U是在当m=U时，根据矩阵写Li 生成，其中，当i= (p-u)modp或i= (j+m)modP时Gi,.j取值为1，否则取值为0,其中， 0《m《p-1，0《j《p-1 ; 根据所述txn信息份额的列标与所述随机矩阵eU生成n个随机矩阵e。，并根 据所述tXn信息份额的行标与所述伪随机函数密钥kpff生成伪随机函数乂W(/〇 ; 根据所述随机矩阵e。与所述伪随机函数矣W(叫分别对t个秘密信息生成 的tXn个信息份额进行加密处理，生成对应的tXn个密文马，&，…而,，…而，其中， 5,, =[cr,,i，巧…，巧《，…，，Oh,g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种门限秘密信息分配方法，其特征在于，所述方法包括：将待存储文件分割成t个秘密信息：s1,s2,…,sh,…,st，sh为第h个秘密信息，1≤h≤t，t为预设常数；将所述t个秘密信息分别分割成p‑1个子秘密信息，得到t个秘密信息向量其中，为第h个秘密信息向量，shl为sh的第f个子秘密信息，1≤f≤p‑1，p为素数且p≥n‑1，n为预设常数，且n为每个秘密信息生成的信息份额的个数；将所述p‑1个子秘密信息分别生成(k‑1)个只包含0和1的随机信息串，得到k‑1个随机信息串向量其中，rfl为第f个子秘密信息的第个l随机信息串，1≤l≤k‑1，k≤n，n为预设常数；生成系数矩阵αu，所述系数矩阵是在当m＝u时，根据矩阵生成，其中，当i＝(j+m)mod p时ei,j取值为1，否则取值为0，其中，0≤u≤n‑1，0≤m≤p‑1，0≤j≤p‑1，p为素数且p≥n‑1，n为预设常数；根据所述t个秘密信息向量所述随机信息串向量以及所述系数矩阵αu分别计算t个秘密信息的n个信息份额：其中，为第h个秘密信息的n个信息份额，yh,g为第h个秘密信息的第g个信息份额，1≤h≤t，1≤g≤n，n为预设常数；分别对t个秘密信息生成的t×n个信息份额进行加密处理，生成t×n个密文；将所述t×n个密文通过秘密信道分别发送给n个不同的参与者。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕春利，申长虹，张博，曾子川，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11