加密装置、解密装置、加密方法、加密程序、解密方法和解密程序制造方法及图纸

技术编号:23564303 阅读:32 留言:0更新日期:2020-03-25 08:37
加密系统(1)使用了组G

Encryption device, decryption device, encryption method, encryption program, decryption method and decryption program

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加密装置、解密装置、加密方法、加密程序、解密方法和解密程序
本专利技术涉及具有高安全性的基于ID的加密(IdentityBasedEncryption,以下IBE)方式、具有高安全性的基于属性的加密(AttributeBasedEncryption,以下ABE)方式中的至少任意一方。
技术介绍
在全世界正在进行量子计算机的开发。作为针对量子计算机也能够维持安全性的加密方式,提出了使用同种映射的加密。在非专利文献1中记载有根据Isog-DBDH假设示出预挑战(pre-challenge)量子安全性的部分地具有耐量子性的基于属性的加密方式。现有技术文献非专利文献非专利文献1:Koshiba,T.,Takashima,K.:Pairingcryptographymeetsisogeny:Anewframeworkofisogenouspairinggroups.IACRCryptologyePrintArchive2016,1138(2016)
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是,在非专利文献1记载的方式中,不清楚是否能够根据此前广泛使用的DBDH假设这种配对系统的问题困难性来证明安全性。一般而言,同种映射问题示出耐量子性等,与配对系统的问题相比被识别为困难,另一方面,还未充分进行困难性的验证,因此,可能发现未知的攻击。本专利技术的目的在于,能够构成可根据多个问题困难性示出安全性的加密方式。用于解决课题的手段本专利技术的加密装置是使用了组G0、与所述组G0对应的组Gt、组G^0、与所述组G^0对应的组G^t以及组GT的加密系统中的加密装置,所述组GT通过配对运算e0而与所述组G0和所述组G^0对应,并且通过配对运算et而与所述组Gt和所述组G^t对应,其中,所述加密装置具有密文生成部,该密文生成部使用所述组GT的元素X和所述组G^t的元素Y^的生成元素生成密文ct’,所述元素X是利用密钥生成随机数对所述组GT的生成源进行转换而生成的,或者所述元素Y^是利用密钥生成随机数对所述组G^t的生成源进行转换而生成的,所述密文生成部具有:第1加密元素生成部,其针对转换信息z设定消息m,生成所述密文ct’的元素即加密元素cT,所述转换信息z是针对所述元素X设定加密随机数ζ而成的;以及第2加密元素生成部,其针对所述元素Y^设定所述加密随机数ζ,生成所述密文ct’的元素即加密元素c。专利技术效果在本专利技术中,通过使用进行了对应的多个组,能够根据某个问题困难性示出安全性。此外,在本专利技术中,使用利用密钥生成随机数转换而生成的生成元素生成密文ctID’,由此,能够根据其他问题困难性示出安全性。附图说明图1是实施方式1的IBE方式中使用的同种配对群组的说明图。图2是实施方式1的加密系统1的结构图。图3是实施方式1的密钥生成装置10的结构图。图4是实施方式1的加密装置20的结构图。图5是实施方式1的解密装置30的结构图。图6是实施方式1的Setup算法的流程图。图7是实施方式1的IPG的说明图。图8是实施方式1的KeyGen算法的流程图。图9是实施方式1的Enc算法的流程图。图10是实施方式1的Dec算法的流程图。图11是变形例1的密钥生成装置10的结构图。图12是变形例1的加密装置20的结构图。图13是变形例1的解密装置30的结构图。图14是实施方式2的ID组的性质的说明图。图15是实施方式2的Setup算法中的ID组的说明图。图16是实施方式2的KeyGen算法中的ID组的说明图。图17是实施方式2的Enc算法中的ID组的说明图。图18是实施方式2的Dec算法中的ID组的说明图。图19是实施方式2的密钥生成装置10的结构图。图20是实施方式2的加密装置20的结构图。图21是实施方式2的Setup算法的流程图。图22是实施方式2的KeyGen算法的流程图。图23是实施方式2的Enc算法的流程图。图24是实施方式3的加密系统1的结构图。图25是实施方式5的加密系统1的结构图。图26是实施方式5的密钥转让装置40的结构图。图27是实施方式5的Delegate算法的流程图。具体实施方式实施方式1在实施方式1中,对高安全高效率的IBE方式进行说明。***表记的说明***对以下说明中的记法进行说明。另外,在以下的说明中,数学式中记载于变量上方的记号等在文中示出在变量的右上方。具体而言,记号“^”和记号“→”在数学式中记载于变量上方,但是,在文中示出在变量的右上方。例如,数学式101在文中记载为B^。【数学式101】此外,在对上标字符标注表示向量的记号“→”的情况下,记号“→”用针对上标字符的上标字符表示。即,gy→意味着将y→表示为g的上标字符。在A是随机变量或分布时,数学式102表示按照A的分布从A中随机选择y。即,在数学式102中,y是随机数。【数学式102】在A是集合时,数学式103表示从A中均匀地选择y。即,在数学式103中,y是均匀随机数。【数学式103】数学式104即Fq表示位数q的有限体。【数学式104】针对大于0的整数n,数学式105成立。【数学式105】[n]:={1,...,n},[0,n]:={0,...,n}数学式106表示数学式107所示的2个向量y→与v→的数学式108所示的内积。【数学式106】【数学式107】【数学式108】针对数学式109所示的直积组K的元素g(resp.直积组K^的元素g^)和数学式110所示的向量y,gy→表示数学式111所示的组元素。【数学式109】【数学式110】【数学式111】针对标量ζ∈Fq,gζ表示数学式112所示的标量累乘。【数学式112】针对上述直积组K和直积组K^的元素g:=(gi)和元素g^:=(g^i),如果在数学式113所示的空间中定义配对ei,则如数学式114那样定义配对eK。【数学式113】【数学式114】***概念的说明***参照图1对实施方式1的IBE方式中使用的同种配对群组(以下为IPG)进行说明。IPG具有通过同种映射和配对运算而对应起来的多个组。具体而言,IPG具有组G0、通过同种映射而与组G0对应的t=1,...,d的各组Gt、通过同种映射而与组G^0对应的t=1,...,d的各组G^t、通过配对运算et而与t=0,...,d的各组Gt和组G^t对应的组GT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加密装置,该加密装置是使用了组G

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种加密装置,该加密装置是使用了组G0、与所述组G0对应的组Gt、组G^0、与所述组G^0对应的组G^t以及组GT的加密系统中的加密装置,所述组GT通过配对运算e0而与所述组G0和所述组G^0对应,并且通过配对运算et而与所述组Gt和所述组G^t对应,其中,
所述加密装置具有密文生成部,该密文生成部使用所述组GT的元素X和所述组G^t的元素Y^生成密文ct,元素X和元素Y^中的至少任意一方是利用密钥生成随机数对生成源进行转换而生成的,
所述密文生成部具有:
第1加密元素生成部,其针对转换信息z设定消息m,生成作为所述密文ct的元素的加密元素cT,所述转换信息z是针对所述元素X设定加密随机数ζ而成的;以及
第2加密元素生成部,其针对所述元素Y^设定所述加密随机数ζ,生成作为所述密文ct的元素的加密元素c。


2.根据权利要求1所述的加密装置,其中,
所述第1加密元素生成部生成数学式1所示的加密元素cT,
所述第2加密元素生成部生成数学式2所示的加密元素c,
【数学式1】
cT:=z·m
其中,









γ是所述密钥生成随机数,

是所述组G^0的元素,
h0是所述组G0的元素,
【数学式2】



其中,

是所述组G^1的元素Y^。


3.根据权利要求1所述的加密装置,其中,
所述加密系统关于2以上的整数w,使用与t=1,...,w的各整数t有关的所述组Gt和所述组G^t,
所述加密装置还具有ID组分配部,该ID组分配部关于2以上且w以下的整数n,将与j=1,...,n的各整数j有关的属性xj分配给所述组G^t中的不同的组,
所述第2加密元素生成部针对被所述ID组分配部分配为与j=1,...,n的各整数j有关的属性xj的组的元素设定所述加密随机数ζ,生成所述加密元素。


4.根据权利要求3所述的加密装置,其中,
所述加密系统使用与t=1,...,n的各整数t和ι=0、1的各整数ι有关的组Gt、ι和组G^t、ι,作为所述组Gt和所述组G^t,
所述ID组分配部将作为与j=1,...,n的各整数j有关的所述属性xj的标识符ID’j分配给t=j且ι=ID’j的组G^t、ι,该标识符ID’j是0或1,
所述第1加密元素生成部生成数学式3所示的加密元素cT,
所述第2加密元素生成部生成数学式4所示的加密元素c,
【数学式3】
cT:=z·m
其中,






gT是所述组GT的元素,
s0是随机数,
【数学式4】



其中,







是所述组G^t、ι的元素Y^,
τj,ι是所述密钥生成随机数。


5.根据权利要求3所述的加密装置,其中,
所述加密系统关于d=w的整数d使用与t=1,...,d的各整数t有关的组Gt和组G^t,作为所述组Gt和所述组G^t,
所述ID组分配部将属性集合Γ中包含的属性xt分配给组G^t,
所述第1加密元素生成部生成数学式5所示的加密元素cT,
所述第2加密元素生成部生成数学式6所示的加密元素c,
【数学式5】
cT:=z·m
其中,






gT是所述组GT的元素,
s0是随机数,
【数学式6】
c:=(ct)t∈Γ,



其中,




是所述组G^t的元素Y^,
τt是所述密钥生成随机数。


6.根据权利要求3所述的加密装置,其中,
所述加密系统关于d=w的整数d使用与t=1,...,d的各整数t、i=1,...,n的各整数j和ι=0、1的各整数ι有关的组Gt、j、ι和组G^t、j、ι,作为所述组Gt和所述组G^t,
所述ID组分配部将属性集合Г中包含的属性xt分配给组G^t,
所述第1加密元素生成部生成数学式7所示的加密元素cT,
所述第2加密元素生成部生成数学式8所示的加密元素c,
【数学式7】
cT:=z·m
其中,






gT是所述组GT的元素,
s0是随机数,
【数学式8】






其中,







是所述组G^t、j、ι的元素Y^,
τt,j,ι是所述密钥生成随机数。


7.根据权利要求3所述的加密装置,其中,
所述加密系统关于d=w的整数d使用与t=1,...,d的各整数t和ι=0、1的各整数ι有关的组GLt、ι和组GRt、ι以及组G^Lt、ι和组G^Rt、ι,作为所述组Gt和所述组G^t,
所述ID组分配部关于1以上且d以下的整数L,将作为与j=1,...,L的各整数j有关的所述属性xj的标识符ID’j分配给t=j且ι=ID’j的组G^Lt、ι和组G^Rt、ι,该标识符ID’j是0或1,
所述第1加密元素生成部生成数学式9所示的加密元素cT,
所述第2加密元素生成部生成数学式10所示的加密元素c,
【数学式9】
cT:=z·m
其中,






gT是所述组GT的元素,
π,τ是随机数,
【数学式10】
c:=(cL,cR),






其中,



















分别是所述组G^Lt、ι和所述组G^Rt、ι的元素Y^,
σt,ι是所述密钥生成随机数。


8.一种解密装置,该解密装置是使用了组G0、与所述组G0对应的组Gt、组G^0、与所述组G^0对应的组G^t以及组GT的加密系统中的解密装置,所述组GT通过配对运算e0而与所述组G0和所述组G^0对应,并且通过配对运算et而与所述组Gt和所述组G^t对应,其中,所述解密装置具有:
密文取得部,其取得使用所述组GT的元素X和所述组G^t的元素Y^生成的密文ct,元素X和元素Y^中的至少任意一方是利用密钥生成随机数对生成源进行转换而生成的,该密文ct包含针对转换信息z设定消息m而成的加密元素cT以及针对所述元素Y^设定加密随机数ζ而成的加密元素c,所述转换信息z是针对所述元素X设定所述加密随机数ζ而成的;以及
解密部,其根据包含利用所述密钥生成随机数转换而成的所述组Gt的元素即密钥元素k的解密密钥sk和所述加密元素c生成转换信息z’,根据所述转换信息z’和所述加密元素cT生成消息m’。


9.根据权利要求8所述的解密装置,其中,
所述密文取得部取得包含数学式11所示的所述加密元素cT和所述加密元素c的所述密文ct,
所述解密部如数学式12所示生成所述转换信息z’,并且生成所述消息m’,
【数学式11】
cT:=z·m,



其中,









γ是所述密钥生成随机数,

是所述组G^0的元素,
h0是所述组G0的元素,

是所述组G^1的元素Y^,
【数学式12】
z′:=e1(k,c),
m’:=cT·(z′)-1
其中,





10.根据权利要求8所述的解密装置,其中,
所述加密系统关于2以上的整数w,使用与t=1,...,w的各整数t有关的所述组Gt和所述组G^t,
在所述加密元素c中,关于2以上且w以下的整数n,将与j=1,...,n的各整数j有关的属性xj分配给所述组G^t中的不同的组,针对被分配了与所述各整数j有关的属性xj的组的元素设定所述加密随机数ζ,
在所述密钥元素k中,关于所述整数n,将与j’=1,...,n的各整数j’有关的属性xj’分配给所述组Gt中的不同的组,针对被分配了与所述各整数j’有关的属性xj’的组的元素设定所述加密随机数ζ。


11.根据权利要求10所述的解密装置,其中,
所述加密系统使用与t=1,...,n的各整数t和ι=0、1的各整数ι有关的组Gt、ι和组G^t、ι,作为所述组Gt和...

【专利技术属性】
技术研发人员:高岛克幸
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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