[发明专利]一种支持读写分离的安全文件管理系统与方法

权利要求书

1.一种支持读写分离的安全文件管理系统，由可信授权机构TA，服务提供商，文件所有者，文件审批者和文件阅读者构成；

所述可信授权机构TA拥有系统初始化模块、密钥管理模块与身份信息管理模块，所述系统初始化模块用于初始化系统，生成公共参数和主密钥并将主密钥发送给密钥管理模块保存；所述密钥管理模块用主密钥为文件所有者和文件审批者产生和分发密钥对；所述身份信息管理模块受理文件所有者和文件审批者的注册请求，为密钥管理模块与存储服务模块提供文件所有者和文件审批者的信息；

所述服务提供商，用于提供存储服务、请求处理服务以及对属性群进行管理；服务提供商拥有存储服务模块、请求处理模块与属性群管理模块，所述存储服务模块存储身份信息管理模块发送的文件所有者、文件审批者信息，为属性群管理模块提供文件审批者与文件阅读者信息；请求处理模块处理提交文件请求，查询文件请求，文件审批者与文件阅读者权限撤销与变更的请求；所述属性群管理模块建立文件审批者和文件阅读者的属性群，为每个属性群产生属性群密钥；

所述文件所有者拥有读密钥管理模块和属性密钥管理模块，所述读密钥管理模块存储文件所有者的读密钥，为属性密钥管理模块提供读密钥，产生文件所有者的文件与查询文件索引并向存储服务模块发送，同时为文件审批者与文件读取者分发查询文件索引；所述属性密钥管理模块运用密文策略属性加密方法CP-ABE加密读密钥，产生读密钥密文索引，根据文件审批者与文件读取者的属性生成属性密钥，向文件审批者与文件读取者分发属性密钥与密文索引，向存储服务模块发送读密钥密文与密文索引；

所述文件审批者存储写密钥、查询文件索引、路径密钥、属性密钥和密文索引，通过查询文件索引来查询文件所有者授权修改的文件，并用写密钥加密；

所述文件阅读者存储查询文件索引、路径密钥、属性密钥和密文索引，通过密文索引查询读密钥密文，通过路径密钥解密服务属性群管理模块生成的属性群密钥，通过属性群密钥与属性密钥解密读密钥密文，通过查询文件索引与读密钥查询与阅读文件所有者的文件。

2.基于权利要求1所述的管理系统对安全文件进行读写分离的方法，通过控制文件读密钥的分发从而控制文件的读权限，通过控制查询密钥的分发从而控制对文件的获取权限；通过控制写密钥的分发从而控制文件的写权限，具体包括如下步骤：

(1)初始化系统：

系统初始化模块初始化系统，为系统生成公共参数和主密钥；

(2)身份注册：

(2a)文件所有者和文件审批者向身份信息管理模块提交身份信息，请求身份注册；

(2b)身份信息管理模块审核文件所有者和文件审批者身份信息，完成身份注册；

(2c)身份信息管理模块将文件所有者和文件审批者的身份注册信息发送给密钥管理模块；

(3)密钥分发：

(3a)密钥管理模块为注册的文件所有者产生并发送读密钥对dj1,dj2，为注册的文件审批者产生并发送写密钥对ei1,ei2；

(3b)属性密钥管理模块根据文件审批者与文件阅读者的属性产生和分发属性密钥；

(3c)属性群管理模块为文件审批者与文件阅读者的属性建立属性群，属性群由具有属性的文件审批者与文件阅读者组成，属性群管理模块保存各个属性群的最小覆盖群路径密钥，属性群管理模块构造各个属性群的属性群密钥，产生文件审批者与文件阅读者的路径密钥，使用路径密钥加密属性群密钥，为文件审批者与文件阅读者分发路径密钥；

(4)加密处理：

(4a)属性密钥管理模块利用CP-ABE算法对读密钥进行加密操作，产生读密钥密文索引，将读密钥密文与读密钥密文索引发送给属性群管理模块；

(4b)属性群管理模块用属性群密钥对读密钥密文重加密，发送给存储服务模块存储；

(4c)属性群管理模块利用对称加密算法对属性群密钥加密；

(5)读密钥管理模块将文件所有者的文件与查询文件索引发送给存储服务模块；

(6)文件查询：

(6a)文件审批者和文件阅读者向请求处理模块发送查询文件请求；

(6b)请求处理模块在存储服务模块中查找文件审批者和文件阅读者查询的文件；

(6c)请求处理模块将查找到的文件发送给文件审批者和文件阅读者；

(7)文件处理：

(7a)文件审批者修改文件后，使用写密钥加密文件并发送到存储服务模块；

(7b)存储服务模块用文件审批者提交的文件替换原有文件；

(7c)文件审批者和文件阅读者使用属性密钥解密获取文件所有者的读密钥；

(7d)文件审批者和文件阅读者使用读密钥解密查询到的文件；

(8)权限变更与撤销：

(8a)文件审批者和文件阅读者权限变更时，通过更新属性群密钥和最小覆盖群路径密钥以及更新读密钥密文实现权限变更操作；

(8b)文件审批者和文件阅读者权限撤销时，通过删除文件审批者或文件阅读者的查询文件索引，使文件审批者或文件阅读者无法找到更新的文件从而不能对文件进行操作。