一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，涉及隐私保护技术领域，具体内容包括：系统初始化、密钥生成、数据加密、数据解密、策略更新、解密密钥验证、路径追踪；本发明专利技术适用于区块链上的隐私保护和细粒度数据共享，在计算和存储成本方面大大提高了原始可追溯CP

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法


[0001]本专利技术涉及隐私保护
，更具体的说是涉及一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法。

技术介绍

[0002]区块链是一种分布式连接的点对点网络，可以防止个人隐私数据通过第三方服务机构传输，提高数据传输速率，减少传输延迟。为了安全地存储和传输这些数据，以保证其完整性、有效性和真实性，访问控制也成为个人隐私数据安全共享的重要研究内容。因此，许多学者将区块链技术与现有的访问控制模型相结合，开展了一系列研究工作。Zyskind和Nathan结合自主访问控制模型(DAC)，通过区块链上的访问控制策略来管理链下敏感数据。Cruz等人使用区块链解决基于角色的访问控制模型(RBAC)中的跨组织访问控制问题，实现用户角色的跨组织身份验证。Maesa等人扩展了基于属性的访问控制模型(ABAC)的标准工作流程，用区块链代替传统数据库来存储策略，并以事务的形式管理访问策略。但上述方法仅适用于特定场景，访问控制单一，不适用于个人信息访问中的一对多加密场景。
[0003]目前，基于属性的加密算法(ABE)被认为是解决安全访问控制问题的方法。ABE是在IBE(Identity
‑
based Encryption，IBE)的基础上发展起来的，特别适用于一对多的加密场景。当解密者满足加密者指定的某些要求时，解密者就可以成功解密她/他想要访问的密文ABE算法不仅保证了数据的机密性，还提供了对数据的细粒度访问控制。因此，在个人信息需要共享的环境下，ABE加密算法可以有效解决外包数据的安全访问控制问题。
[0004]ABE拥有广泛的应用场景，ABE方案的许多变体包括密钥策略ABE(KP
‑
ABE)和密文策略ABE(CP
‑
ABE)已被提出。在实现一对多加密数据共享的场景中，经常使用CP
‑
ABE方案。然而，该方案的低效率严重阻碍了其在实践中的应用。Bethencourt等人提出了一种CP
‑
ABE方案，由于其简单的树结构，适合实际应用。除了树访问结构之外，还有其他基于与门和线性秘密共享方案(LSSS)矩阵的ABE结构。在CP
‑
ABE方案的应用中，密钥滥用是数据用户可能将私钥信息泄露给非法用户的问题之一。
[0005]个人隐私信息保护越来越成为当下关注的热点问题，而互联网技术的应用又使得个人信息保护变得十分困难。传统的个人信息保护技术已经不能充分保障个人信息的安全，因此如何保护个人信息是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，克服上述缺陷。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，具体步骤为：
[0009]系统初始化：初始化Shamir的阈值共享方案INS
t,n
得到系统公钥PK和主私钥MSK；
[0010]数据加密：将消息m采用第一对称密钥k进行加密，生成消息密文CT
m
，将消息密文
CT
m
和LSSS矩阵访问策略(M,ρ)上传至IPFS存储服务器进行存储；根据LSSS矩阵访问策略(M,ρ)和第一对称密钥k生成密文CT，上传至区块链进行存储；从素群属性集映射组合中择一随机数s，根据第二对称密钥k'生成随机密文Enc
k'
(s)；
[0011]密钥生成：根据系统公钥PK、主私钥MSK、用户身份ID、用户属性集生成解密密钥
[0012]数据解密：通过对密文CT、系统公钥PK、解密密钥进行计算获得第一对称密钥k，根据第一对称密钥k解密消息密文CT
m
获得消息m；
[0013]策略更新：将LSSS矩阵访问策略(M,ρ)更新为待更新访问策略(M',ρ')，并通过第二对称密钥k'解密随机密文Enc
k'
(s)获得随机数s；根据待更新访问策略(M',ρ')、随机数s、RSA签名σ获得待更新密文CT'；
[0014]策略验证：通过RSA签名验证算法验证RSA签名σ的正确性，将待更新密文CT'与密文CT进行对比，判断是否成立；若成立，获得更新密文CT”；根据更新密文CT”生成更新的策略块A'；
[0015]解密密钥验证：根据系统公钥PK、系统主私钥MSK和解密密钥对解密密钥进行形式验证，根据验证结果，执行对应操作；
[0016]路径追踪：若验证成功，根据解密密钥提取用户身份ID。
[0017]可选的，系统公钥PK的表达式为：
[0018][0019]式中，g,w均为素群的随机数；u,a,b均为素群属性集映射组合的随机数；和分别为系统运行群生成算法获得的双线性对e和p阶素群；H为哈希函数。
[0020]可选的，主私钥MSK的表达式为：
[0021]MSK＝{α,a,b,u,k1,k2}；
[0022]式中，α,u,a,b均为素群属性集映射组合的随机数；k1、k2均为概率加密算法的密钥。
[0023]可选的，解密密钥的表达式为：
[0024][0025]式中，K、K'、L、SK均为解密密钥参数；为用户属性集中任一属性的解密密钥。
[0026]可选的，解密过程具体为：
[0027]获取密文CT；
[0028]根据待读取用户的访问策略计算矩阵的行集；
[0029]判断行集中的参数属性是否满足密文CT的LSSS矩阵访问策略(M,ρ)，若否，输出
⊥
；若是，获得第一对称密钥k；
[0030]根据第一对称密钥k解密消息密文CT
m
获得消息m。
[0031]可选的，解密过程表达式为：
[0032][0033]式中，e(
·
)表示双线性映射；K、K'、L、SK均为解密密钥参数；C为第一对称密钥k加密后的密文；C
i
为；C1、C2均为密钥密文CT1的密文参数；g,w均为素群的随机数；σ为RSA签名；c,α,u,a,b,h均为素群属性集映射组合的随机数；s为随机数；w
i
常数；H为哈希函数；为用户属性集中任一属性的解密密钥；attr
i
表示用户属性集中的任一个属性。
[0034]可选的，待更新密文CT'的表达式为：
[0035]CT'＝{C,(M',ρ'),C'0,C'1,C'2,{C'
i
}
i∈[l]}；
[0036]式中，(M',ρ')为待更新访问策略；C为第一对称密钥k加密后的密文；C'0、C'1、C'2、C'
i
均为为密文参数；l为M的列数。
[0037]可选的，更新密文CT”的表达式为：
[0038]CT”＝{C,C0,C1,C2,{C'
i
}
i∈[l]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，其特征在于，具体步骤为：系统初始化：初始化Shamir的阈值共享方案INS
t，n
得到系统公钥PK和主私钥MSK；数据加密：将消息m采用第一对称密钥k进行加密，生成消息密文CT
m
，将消息密文CT
m
和LSSS矩阵访问策略(M，ρ)上传至IPFS存储服务器进行存储；根据LSSS矩阵访问策略(M，ρ)和第一对称密钥k生成密文CT，上传至区块链进行存储；从素群属性集映射组合中择一随机数s，根据第二对称密钥k'生成随机密文Enc
k'
(s)；密钥生成：根据系统公钥PK、主私钥MSK、用户身份ID、用户属性集生成解密密钥数据解密：通过对密文CT、系统公钥PK、解密密钥进行计算获得第一对称密钥k，根据第一对称密钥k解密消息密文CT
m
获得消息m；策略更新：将LSSS矩阵访问策略(M，ρ)更新为待更新访问策略(M'，ρ')，并通过第二对称密钥k'解密随机密文Enc
k'
(s)获得随机数s；根据待更新访问策略(M'，ρ')、随机数s、RSA签名σ获得待更新密文CT'；策略验证：通过RSA签名验证算法验证RSA签名σ的正确性，将待更新密文CT'与密文CT进行对比，判断是否成立；若成立，获得更新密文CT”；根据更新密文CT”生成更新的策略块A'；解密密钥验证：根据系统公钥PK、系统主私钥MSK和解密密钥对解密密钥进行形式验证，根据验证结果，执行对应操作；路径追踪：若验证成功，根据解密密钥提取用户身份ID。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，其特征在于，系统公钥PK的表达式为：式中，g，w均为素群的随机数；u，a，b均为素群属性集映射组合的随机数；和分别为系统运行群生成算法获得的双线性对e和p阶素群；H为哈希函数。3.根据权利要求1所述的一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，其特征在于，主私钥MSK的表达式为：MSK＝{α，a，b，u，k1，k2}；式中，α，u，a，b均为素群属性集映射组合的随机数；k1、k2均为概率加密算法的密钥。4.根据权利要求1所述的一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，其特征在于，解密密钥的表达式为：式中，K、K'、L、SK均为解密密钥参数；为用户属性集中任一属性的解密密钥。5.根据权利要求1所述的一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，其特征在于，解密过程具体为：获取密文CT；
根据待读取用户的访问策略计算矩阵的行集；判断行集中的参数属性是否满足密文CT的LSSS矩阵访问策略(M，ρ)，若否，输出
⊥
；若是，获得第一对称密钥k；根据第一对称密钥k解密消息密文CT
m
获得消息m。6.根据权利要求1所述的一种基于区块链可追溯的个人隐私保护方法，其特征在于，解密过程表达式为：式中，e(
·
)表示双线性映射；K、K
′
、L、SK均为解密密钥参数；C为第一对称密钥k加密后的密文；C
i
、C1、C2均为密钥密文CT1的密文参数；g，w均为素群的随机数；σ为RSA签名；c，α，u，a，b，h均为素群属性集映射组合的随机数；s为随机数；ω
i

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丹伟，刘萌，马圣东，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：