基于属性加密的区块链隐私数据访问控制方法
专利汇可以提供基于属性加密的区块链隐私数据访问控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于属性加密的 区 块 链 隐私数据 访问 控制方法，主要解决 现有技术 仅对区块链中用户的真实身份进行匿名保护，未对交易隐私信息进行加密保护而造成的隐私泄露问题，其实现步骤为：1.系统初始化；2.用户注册获取 属性信息 ；3.权威中心根据用户属性信息分发用户私钥；4.交易方加密交易隐私数据并上传至区块链；5.记账员对交易信息进行验证并执行交易；6.授权监管中心使用授权私钥解密查看交易密文。本发明通过对交易隐私信息进行加密，避免了数据隐私泄露，可用于对区块链中虚拟资产交易数据的隐私保护。，下面是基于属性加密的区块链隐私数据访问控制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于属性加密的区块链隐私数据访问控制方法，包括如下步骤：
(1)初始化：
(1a)输入系统安全参数1λ，生成阶为素数p的第一乘法循环群G0、第二乘法循环群G1和
有限域Zp，随机选择第一乘法循环群G0的生成元g，定义双线性映射e:G0×G0→G1；
(1b)从有限域Zp中选取N个元素作为系统属性，组成系统属性集合S，按照属性之间的相
关性将S中的属性划分到n棵树中，设第i棵树的深度为li，定义l＝max{li}i∈[1,n]表示n棵树的最大深度，i∈[1,n]；
(1c)随机选择第一向量U＝(uθ)1≤θ≤l和第二向量U′＝(u′θ′)1≤θ′≤n，其中，uθ表示属性树的第θ层对应的公开参数，uθ∈G0，u′θ′表示第θ′棵属性树对应的公开参数，u′θ′∈G0；定义为有限域Zp中与p互素的元素集合，在 中选择两个大小不同的随机数α和β，计算公开参数Y＝e(g,g)α，生成系统参数PK和主私钥MK：
PK＝(G0,g,gβ,Y,U,U′)，
MK＝(α,β)；
(2)身份注册：
(2a)使用者向系统提出注册申请，获取与其真实身份信息对应的身份标识ID及使用者
属性集合Su，并提交给权威中心CA，其中使用者包括普通用户和监管中心，监管中心获取的属性权限高于其管辖范围内普通用户的属性权限，
(2b)权威中心CA验证使用者的身份标识ID及使用者属性集合Su的正确性，若正确，执行
步骤(3)，否则，终止注册；
(3)密钥分发：
(3a)权威中心CA对使用者属性集合Su中第j个属性aj，计算其属性私钥dj、私钥参数Dj和权限参数集合D′j；
(3b)权威中心CA计算该使用者的私钥SK：
其中，D＝g(α+r)/β是该使用者的私钥SK中的部分密钥；
(3c)权威中心CA将该使用者的私钥SK通过安全信道发送给该使用者秘密保存；
(4)加密交易隐私数据：
(4a)交易方A制定访问控制策略P，并通过线性秘密共享体制LSSS构造访问控制结构
(M,ρ)，其中M是c行d列的生成矩阵，ρ是将集合{1,2,…,δ,...,d}中的元素映射到密文策略属性集L中属性的映射，密文策略属性集L是访问控制策略P中所有属性的集合；
(4b)选择随机秘密值 生成秘密值s的d个秘密份额{sδ}δ∈[1,d]，其中，sδ是秘密值s的第δ个秘密份额，δ∈[1,d]；
(4c)对于密文策略属性集L中的第j′个属性aj′，计算其属性密文Cj′和策略参数C′j；
(4d)交易方A输入要加密的交易明文信息m，生成密文E：
其中， 是包含交易明文信息m的部分密文，C＝gβs是包含秘密值s的部分密文；
(5)上传交易数据：
(5a)交易方A通过安全签名算法Sig对密文E及附加验证信息M′进行签名，将生成的初
步签名文件σA发给交易方B；
(5b)交易方B收到初步签名文件σA，解密其中的密文E，查看交易信息正确无误后，对初步签名文件σA进行签名，生成最终签名文件σB，并广播至区块链；
(6)执行交易：
(6a)系统在一段时间内选出记账最快最好的记账员F；
(6b)记账员F将包含这段时间内所有交易信息的数据区块在区块链中广播，区块链中
每个节点都可以对该数据区块中的交易信息进行验证，如果交易信息真实有效，就将该区块添加到区块链中；
(6c)记账员F使用加法同态算法对交易双方A和B的账户余额进行变更；
(7)访问密文：
(7a)用户或监管中心在查看某条交易信息的具体内容前，首先验证自己的属性集合Su
是否满足访问控制策略P：
若不满足，则无法正确执行解密操作；
若满足，则选出满足访问控制策略P的授权集合S′u，执行步骤(7b)，其中，
(7b)在授权集合S′u中选出能覆盖密文策略属性aj′的使用者属性aj，其中aj∈Su；
(7c)计算使用者属性aj的解密权限值d′j和双线性对
(7d)对区块链中交易信息的密文E解密，得到交易明文信息m。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3a)中计算属性私钥dj、私钥参数Dj和属性权限参数集合D′j，按照如下公式计算：
其中，g是第一乘法循环群G0的生成元，r是用于抵抗共谋攻击的随机数， u′i表示
第i棵属性树对应的公开参数，h是使用者属性aj在属性树中的深度，uk是属性树第k层的公开参数，ajk是使用者属性aj的路径Rj＝(aj0,aj1…,ajk,…,ajh)中第k层的相应属性，k∈[0,h]，rj是属性随机数，rj∈Zp， 是属性树第h+1层到第li层的公开参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4b)中计算秘密值s的d个秘密份额
{sδ}δ∈[1,d]，按照如下公式计算：
sδ＝Mδ·v，
其中，sδ是与策略属性aj′对应的秘密值s的第δ个秘密份额，Mδ是生成矩阵M的第δ行，δ∈[1,d]，随机向量v＝(s,v2,…,vc)T，s是随机选择的秘密值，v2,…,vc是从有限域Zp中随机选择的c-1个随机数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4c)中计算属性密文Cj′和策略参数
C′j′，按照如下公式计算：
其中，u′i′表示第i′棵属性树对应的公开参数，h′是策略属性aj′在属性树中的深度，uk′是属性树第k′层的公开参数，aj′k′是策略属性aj′的路径Rj′＝(aj′0,aj′1,…,aj′k′,...,aj′h′)中第k′层的相应属性，k′∈[0,h′]，g是第一乘法循环群G0的生成元，sδ是与策略属性aj′对应的秘密值s的第δ个秘密份额，δ∈[1,d]。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5a)中的交易方A通过安全签名算法
Sig对密文E及附加验证信息M′进行签名，按照如下公式进行：
其中，σA是交易方A签名后的初步签名文件，附加验证信息M′包含了比特币的金额数量和来源信息，sA是交易方A的签名私钥，||表示级联运算，IDA是交易方A的身份标识。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5b)中对初步签名文件σA进行签名，按照如下公式进行：
其中，σB是交易方B生成的最终签名文件，sB是交易方B的签名私钥，IDA是交易方A的身份标识，IDB是交易方B的身份标识，||表示级联运算。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7b)中在授权集合Su′中选出能覆盖策略属性aj′的使用者属性aj，需同时满足以下条件：#
使用者属性aj在第i棵属性树中，策略属性aj′在第i′棵属性树中，二者之间满足：i＝i′；
使用者属性aj的深度h与策略属性aj′的深度h′之间满足：h≤h′；
使用者属性aj的路径Rj＝(aj0,aj1,…,ajk,…,ajh)与策略属性aj′的路径Rj′＝(aj′0,aj′1,…,aj′k′,...,aj′h′)之间满足：当k＝k′时，ajk＝aj′k′，其中k∈[0,h]，k′∈[0,h′]。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7c)中计算解密权限值d′j和双线性对Ajδ，按如下公式计算：
其中，dj是属性私钥， 是权限参数集合D′j中的元素，表示使用者属性aj的
权限参数，aj′,h+1,aj′,h+2,...,aj′h′是密文策略属性aj′的路径Rj′＝(aj′0,aj′1,…,aj′k′,...,aj′h′)中第h+1层到第h′层的相应属性，rj是随机数，rj∈Zp，Cj′是策略属性aj′的属性密文，Dj是策略属性aj′的私钥参数，C′j′是策略属性aj′的策略参数，sδ是与策略属性aj′对应的秘密值s的第δ个秘密份额。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7d)中对区块链中交易信息的密文E
解密，按如下公式计算：
其中，m为解密后的交易明文信息，是包含交易明文信息m的部分密文，C是包含秘密值
s的部分密文，D是使用者私钥SK中的部分密钥，λδ为集合{λδ}δ∈I中第δ个参数，λδ∈Zp，集合{λδ}δ∈I是根据LSSS方案的重构性质得到的参数集合，I＝{δ:ρ(δ)∈S′u}，ρ(δ)表示用映射ρ将δ映射到密文策略属性集L中的策略属性aj′。
基于属性加密的区块链隐私数据访问控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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