基于FBDH算法的容错可验证公钥可搜索加密方案

doi:10.3969/j.issn.1671-1122.2020.03.004

信息网络安全 ›› 2020, Vol. 20 ›› Issue (3): 29-35.doi: 10.3969/j.issn.1671-1122.2020.03.004

基于FBDH算法的容错可验证公钥可搜索加密方案

周权, 杨宁滨, 许舒美

广州大学数学与信息科学学院,广州510006

收稿日期:2019-11-26 出版日期:2020-03-10 发布日期:2020-05-11
作者简介:
作者简介：周权（1971—）,男,四川,副教授,博士,主要研究方向为可信计算、传感器网络安全、云计算安全;杨宁滨（1996—）,男,广东,硕士研究生,主要研究方向为云计算安全;许舒美（1995—）,女,广东,硕士研究生,主要研究方向为网络安全。
基金资助:
国家重点研发计划[2018YFB0803600];广东省重点领域研发计划[2019B020215004]

Fault - tolerant and Verifiable Public Key Searchable Encryption Scheme Based on FBDH Algorithm

ZHOU Quan, YANG Ningbin, XU Shumei

School of Mathematics and Information Science, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China

Received:2019-11-26 Online:2020-03-10 Published:2020-05-11

摘要/Abstract

摘要：

在云存储服务中,为了实现对用户检索数据的隐私保护,研究者们提出了可搜索加密方案,公钥可搜索加密方案是其中的一种有效密文检索方案。文章提出一个基于FBDH算法及ElGamal加密签名算法的公钥可搜索加密方案。首先,使用FBDH算法对数据明文加密,使得数据密文解密过程具有容错性且计算效率高。其次,通过ElGamal加密签名算法分别对数据拥有者身份加密及对关键词签名,使得云服务器成功验证关键词合法性后返回的密文可以被数据使用者验证其合法性。文章给出了方案满足计算正确性的证明,并利用挑战应答游戏证明了方案能够抵御离线关键词猜测攻击。

关键词: ElGamal, FBDH算法, 可搜索加密, 可验证性, 容错性

Abstract:

In the cloud storage service, in order to protect the privacy of user’s retrieved data, researchers propose searchable encryption schemes, among which the public key searchable encryption scheme is an effective ciphertext retrieval scheme. This paper proposes a public key searchable encryption scheme based on FBDH algorithm and ElGamal encryption and signature algorithm. Firstly, FBDH algorithm is used to encrypt data plaintext, which makes the decryption process of data ciphertext fault-tolerant and efficient. Secondly, ElGamal encryption and signature algorithm is used to encrypt the identity of the data owner and the keywords signature, so that the ciphertext returned after the cloud server successfully verifies the validity of the keywords can be verified by the data user. This paper gives the proof that the scheme satisfies the accuracy of calculation, and proves that the scheme can resist the guessing attack of off-line keywords by using the challenge response game.

Key words: ElGamal, FBDH algorithm, searchable encryption, verifiability, fault-tolerance

中图分类号:

TP309

周权, 杨宁滨, 许舒美. 基于FBDH算法的容错可验证公钥可搜索加密方案[J]. 信息网络安全, 2020, 20(3): 29-35.

ZHOU Quan, YANG Ningbin, XU Shumei. Fault - tolerant and Verifiable Public Key Searchable Encryption Scheme Based on FBDH Algorithm[J]. Netinfo Security, 2020, 20(3): 29-35.

图/表 5

图1

表1

表2

表3

图2

参考文献 12

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符号	描述	符号	描述
N	FBDH算法下定义的大素数	X	FBDH算法下DO的公钥向量
F_n	一个三阶斐波那契矩阵	y	DU的私钥向量
λ_i	ELGamal算法下的安全参数	Y	FBDH算法下DU的公钥向量
p_i	ELGamal算法下定义的三方的大素数	g_i, g	大素数p_i, N下的生成元
Z^*_pi	在大素数p_i下三方的乘法群	x_i	ELGamal算法下三方的私钥
x	DO的私钥向量	y_i	ELGamal算法下三方的公钥

方案	是否需要安全信道	运算	有无身份验证	容侵容错
文献[3]	是	双线性对	无	不具备
文献[4]	否	离散对数	有	不具备
文献[12]	否	双线性对	无	不具备
文献[11]	否	多项式和异或	无	不具备
本文方案	否	双线性对和离散对数	有	具备

密钥长度/bit 明文长度/Byte	160	192	256
20	0.9992	0.9997	0.9811
40	1.9810	1.0135	3.0344
60	3.0148	3.0191	4.0195
80	4.0550	4.9956	5.0328

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基于FBDH算法的容错可验证公钥可搜索加密方案

Fault - tolerant and Verifiable Public Key Searchable Encryption Scheme Based on FBDH Algorithm

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