基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法，具体按照以下步骤实施：步骤

【技术实现步骤摘要】
基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法


[0001]本专利技术属于密码学与数据隐私保护
，具体涉及一种基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法
。

技术介绍

[0002]大多数的物联网设备为给用户提供更加便利的服务，必须收集用户的所有信息，大量的信息被存储在网络中，由不同服务提供商的信息中心进行管理
。
比如患者的病历信息存储在电子设备中的数据，隐私程度较高，数据规模也足够大
。
传统的数据存储和共享常常依赖可信任的中央权威机构，比如存储在云上，但大部分的数据信息是极其敏感和机密的，它存储在第三方集中服务器上，中心化的管理会导致隐私数据遭受到黑客和不法分子的窃取
、
泄露甚至网络瘫痪等
。
此外，由于人口流动性大，数据信息分散在不同的地区
、
不同的机构，并且不同地区和机构的数据存储标准
、
访问政策都有所不同，这就导致了跨地区
、
跨机构的数据信息无法实现共享造成严重的“信息孤岛”问题，数据无法得到合理的共享
。
[0003]区块链的出现为这些问题提供了一种新的思维方式，这是一种去中心化的方案
。
区块链不依赖可信任的中心节点进行信息的存储和更新，而是由系统中的所有用户各自保存一个“账本”，同时进行账本的记录和更新
。
逻辑上形成了一个由块数据组成的链结构
。
由于这种类型的上下文数据结构设计，使用区块链技术存储的数据很难被伪造和篡改
。
因此，可以借助区块链的不可篡改
、
数据永久公开
、
透明可追溯
、
去中心化等优势，可以有效的解决上述所提到物联网设备产生的产品数据存在隐私泄露和共享困难的问题
。
公有链中存放的数据是透明，任何人都可以在一个开放的环境中访问，没有权限的限定，也没有身份认证之类，相应的规则做出贡献并获得奖励，节点之间不存在信任关系
。
而
Fabric
区块链具备带有权限的限制访问，因此对于基于
Fabric
的去中心化数据安全存储与共享方法有很大的研究意义与价值
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法，解决了现有技术中存在的物联网设备用户隐私泄露的问题
。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法，具体按照以下步骤实施：
[0006]步骤
1、
系统初始化；
[0007]步骤
2、
密钥生成；
[0008]步骤
3、
数据存储；
[0009]步骤
4、
数据访问；
[0010]步骤
5、
数据获取
。
[0011]本专利技术的特点还在于，
[0012]步骤1具体按照以下步骤实施：
[0013]初始化
Steup(1
k
)
→
(params,msk)
，输入安全参数1k
，具体如下：
[0014]步骤
1.1、
选取两个阶数都是大素数
p
的乘法循环群
G1和
G2，选择
G1的一个生成元
g
，设定双线性映射
e:G1×
G2→
G2；
[0015]步骤
1.2、
随机选择和
u
＝
G1，令
g1＝
g
s
；
[0016]步骤
1.3、
选取抗碰撞哈希函数
H1:{0,1}
→
G1，
H3：
G2→
G1，
[0017]步骡
1.4、
设定系统主密钥
msk=s
，并公布系统参数
params
＝
{g
，
g1，
p
，
u
，
e
，
G1，
G2，
H1，
H2，
H3，
H4}。
[0018]步骤2具体按照以下步骤实施：
[0019]假设以下的输入均隐含参数
params
，
[0020]加入
Fabric
区块链中的拥有物联网设备
A
的数据拥有者和数据访问者，结合系统生成的主密钥
msk
和身份标识
ID
A
∈{0
，
1}*、ID
B
∈{0
，
1}*
，数据拥有者的公私钥对
(PK
A
，
SK
A
)
：
[0021]PK
A
＝
H1(ID
A
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0022]SK
A
＝
H1(ID
A
)
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0023]数据访问者的公私钥对
(PK
B
，
SK
B
)
：
[0024]PK
B
＝
H1(ID
B
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0025]SK
B
＝
H1(ID
B
)
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。
[0026]步骤3具体按照以下步骤实施：
[0027]步骤
3.1、Enc(dk,m)
→
C
T
，数据拥有者
ID
A
在本地使用对称加密算法加密数据信息，其中，
C
T
为数据密文，
m
为数据明文，
dk
为随机产生的一个对称密钥；
[0028]步骤
3.2、
数据拥有者将
C
T
上传至
IPFS
分布式文件系统；
[0029]步骤
3.3、Enc(ID
A
，
Hash
ipfs
，
dk
，
y)
→
C
A
，数据拥有者在本地将
IPFS
返回的地址哈希值
Hash
ipfs
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤
1、
系统初始化；步骤
2、
密钥生成；步骤
3、
数据存储；步骤
4、
数据访问；步骤
5、
数据获取
。2.
根据权利要求1所述的基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：初始化
Steup(1
k
)
→
(params,msk)
，输入安全参数1k
，具体如下：步骤
1.1、
选取两个阶数都是大素数
p
的乘法循环群
G1和
G2，选择
G1的一个生成元
g
，设定双线性映射
e:G1×
G2→
G2；步骤
1.2、
随机选择和
u
＝
G1，令
g1＝
g
s
；步骤
1.3、
选取抗碰撞哈希函数
H1:{0,1}
→
G1，
H3:G2→
G1，步骤
1.4、
设定系统主密钥
msk
＝
s
，并公布系统参数
params
＝
{g,g1,p,u,e,G1,G2,H1,H2,H3,H4}。3.
根据权利要求2所述的基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：假设以下的输入均隐含参数
params
，加入
Fabric
区块链中的拥有物联网设备
A
的数据拥有者和数据访问者，结合系统生成的主密钥
msk
和身份标识
ID
A
∈{0,1}*、ID
B
∈{0,1}*
，数据拥有者的公私钥对
(PK
A
,SK
A
)
：
PK
A
＝
H1(ID
A
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)SK
A
＝
H1(ID
A
)
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
数据访问者的公私钥对
(PK
B
,SK
B
)
：
PK
B
＝
H1(ID
B
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)SK
B
＝
H1(ID
B
)
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。4.
根据权利要求3所述的基于区块链和代理重加密的数据安全存储与共享方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：步骤
3.1、Enc(dk,m)
→
C
T
，数据拥有者
ID
A
在本地使用对称加密算法加密数据信息，其中，
C
T
为数据密文，
m
为数据明文，
dk
为随机产生的一个对称密钥；步骤
3.2、
数据拥有者将
C
T
上传至
IPFS
分布式文件系统；步骤
3.3、Enc(ID
A
,Hash
ipfs
,dk,y)
→
C
A
，数据拥有者在本地将
IPFS
返回的地址哈希值
Hash
ipfs
、
对称密钥
dk
用自己的公钥
PKA
进行加密，同时在加密的过程中加入一个重加密条件值
y
，用来限制代理者对于密文的转换，从而得到第二层密文
C
A
，选择一个随机的计算：
C1＝
g
r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
C2＝
dk
·
e(g
s
,H1(ID
A
))
r
ꢀꢀꢀꢀ
(6)C3＝
g
y
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
则
C
A
＝
(C1,C2,C3)
；步骤
3.4、
数据拥有者
ID
A
将
C
A
上传到
Fabric
区块链中，同时，数据拥有者制定基于属性的访问策略
policy
，并将访问策略
policy
存储到
Fabric
区块链中，上传的内容包含
policyID
，
ID
A
，
deviceId
，
deviceName
，
policy
，其中，
pol...

【专利技术属性】
技术研发人员：王尚平，王瑜，张亚玲，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：