[发明专利]一种轻量级隐私增强的群组消息传送方法

说明书

技术领域

本发明涉及安全群组通信，具体是一种使用组签密技术实现群组消息的安全保密传送，保证只有特定的接收群组的合法成员可以解密消息和验证消息有效性，其它任何人都无法解密消息和验证消息的有效性，适合于无线通信网络涉密群组通信中群组消息的安全保密传送，属于信息安全领域。

背景技术

Zheng首次提出签密(Signcryption)方法，旨在一个逻辑操作步骤内同时完成加密和签名，同时计算复杂性和数据量远小于传统先签名再加密的方法(Y.L.Zheng，“Digital signcryption or how to achieve cost(signature&encryption)＜＜cost(signature)+cost(encryption)，”Advance in Cryptology，LNCS，1997，1294，165-180)。签密的实现机制能够保证只有通信双方可以清楚地知道消息的内容、消息的签发者和消息的签发对象，其他任何人都无法清楚地获知消息的内容、消息的签发者和消息的签发对象。Zheng将签密方法应用于群组消息的安全传送。Zheng组签密方法旨在实现一个发送方以广播签密群组消息包的方式向多个接收方发送同一个消息(Y.L.Zheng，“Signcryption and its applications in efficient public key solutions，”Information Security Workshop，LNCS，1998，1397，291-312)。以Zheng组签密方法为代表各种组签密方法主要采用单点对单点的签密消息传送机制，需要消耗较多的计算资源和通信资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻量级的隐私增强的群组消息安全保密传送方法，用于无线网络环境下涉密群组通信中的安全保密通信。

本发明在群组消息签密阶段使用发送方标识、特定接收群组标识和新鲜值保证标识可信和消息新鲜，使用哈希运算和签密方法保证消息内容可信。在群组消息验证阶段，特定接收群组的合法成员使用私钥、发送方的公钥和发送方对群组通信消息的签名获取群组消息加密密钥，使用发送方标识、特定接收群组标识、新鲜值和哈希运算验证群组消息的有效性。本发明以较少的计算资源和通信资源为代价，保证只有特定的接收群组的合法成员可以清楚地知道消息的内容、消息的签发者和消息的签发对象，其他任何人都无法清楚地获知消息的内容、消息的签发者和消息的签发对象，解决传统群组消息传送方法的资源消耗和隐私保护强度的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

整个技术方案包括群组消息签密阶段和群组消息验证阶段二个阶段。

A1群组消息签密阶段；

群组消息签密阶段包括以下具体步骤：

A11群组消息的发送方随机选择整数x，满足x∈[1，q-1]；

整数x是取自乘法群的随机数，q是p-1的一个大素因子，p是一个大素数；

A12群组消息的发送方计算临时加密密钥和临时消息密钥k＝hash(g^xmod p)；

hash是强无碰撞的单向哈希函数，i是特定接收群组内的一个合法成员，满足i∈[1，t]，t是特定接收群组内的合法成员的数目，特定接收群组内的合法成员i的私钥为x_bi，满足x_bi∈_R[1，q-1]，x_bi∈_R[1，q-1]中的R表示私钥x_bi是取自乘法群的随机数，特定接收群组内的合法成员i的相应公钥g是乘法群中的一个q阶元素，q是p-1的一个大素因子，p是一个大素数，mod是代数模运算，g^xmod p和是幂指数模p运算；

A13群组消息的发送方计算消息摘要h₁＝hash(m，ID_a，ID_g，TS_a)，使用临时消息密钥k加密群组通信消息m，得到密文c＝E_k(m，h₁，ID_a，ID_g，TS_a)；