[发明专利]参与者身份匿名的多接收者签密方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多接收者签密方法，特别涉及一种参与者身份匿名的多接收者签密方法。

背景技术

在分布式网络应用（例如网络会议、圆桌会议及收费电视）中，为了保护通信系统中进行会话的所有参与者身份隐私，以及确保会话内容仅可以被授权用户正确解密，而非授权用户无法正确解密，需要安全广播技术作为支持。安全广播是实现一个发送者向多个授权接收者安全发送相同消息的技术，能够实现上述网络应用的安全需求。

文献“Anonymous ID Based Signcryption Scheme for Multiple Receivers,Cryptology ePrint Archive.Report2009/345”公开了一种基于身份的发送者匿名的多接收者签密方法，该方法的主要步骤是：首先，用户(包括发送者和接收者)以自身的身份信息向可信第三方TTP(Trusted Third Party)进行注册，TTP为每一个注册用户计算公钥和私钥，并将用户的公钥公开，将相应的私钥秘密地分发给各个用户；签密时，发送者随机选择若干已注册的用户身份信息并连同自身身份信息构成一个发送者身份信息集合，用自己的私钥、构造的发送者身份信息集合、授权接收者的身份信息以及所要发送的消息进行计算从而得到密文，并将密文进行广播；解密时，接收者收到密文后先查看密文中的授权接收者身份信息列表，如果自己不是授权接收者，则不进行解密；如果自己是授权接收者，则用自己的私钥验证发送者的身份并进行解密。但是该方案存在一些缺陷：首先，虽然发送者通过将自身身份信息隐藏在发送者身份信息集合中来实现发送者身份匿名的方法，但是这样的方法不能阻止攻击者使用对多个密文中的发送者身份信息集合采用交叉对比攻击和串谋攻击的方法来缩小对发送者身份的猜测范围，甚至当猜测范围足够小时可以直接得到发送者身份；其次，在该文献提出的方案中，密文里包含所有授权接收者的身份信息集合，即任何接收到该密文的接收者都可以知道此次消息的授权接收者的身份信息，从而不能保证接收者的身份匿名性（包括授权接收者对非授权接收者的身份匿名以及授权接收者之间的身份匿名）。

发明内容

为了克服现有的多接收者签密方法安全性差的不足，本发明提供一种参与者身份匿名的多接收者签密方法。该方法的发送者在每次广播通信时都根据自己的公钥构造一个伪公钥来进行通信，由于攻击者通过公钥可以查询到其对应的发送者身份信息，所以伪公钥的使用可以将发送者的真实身份隐藏起来，从而可以实现发送者匿名；发送者在签密消息时采用拉格朗日插值技术将所有授权接收者的身份信息融合在一起作为签密密文的一部分，从而在签密密文中不直接暴露发送者的身份信息列表，进而可以实现授权接收者对非授权接收者的身份匿名；同时，授权接收者之间也不能通过签密密文元素之间的关系计算出对方的身份信息，从而可以实现授权接收者之间的身份匿名。防止了广播通信时潜在的参与者的身份信息泄露问题，保护了通信各方的隐私性，提高了多接收者签密方法的安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种参与者身份匿名的多接收者签密方法，其特点是包括以下步骤：

（1）发送者的签密过程；

发送者ID_s对明文消息M的签密时，

（1a）发送者ID_s选取n个授权接收者ID₁,ID₂,...,ID_n，建立授权接收者身份信息列表L={ID₁,ID₂,...,ID_n}，其中n为大于零的整数；

（1b）发送者ID_s选取随机数r∈Z_q^*，计算发送者的伪公钥Y=rQ_s，其中Q_s为发送者ID_s的公钥，Z_q^*为基于素数q的非零乘法群；

（1c）对于每一个授权接收者ID_i，其中i=1,2,…,n，发送者ID_s计算数值x_i=H₂(ID_i)和数值y_i=α_i(Q_i+P₁)，然后，利用拉格朗日插值方法构造多项式函数f_i(x)如下：