[发明专利]一种智能医疗环境下基于IBE的物联网设备加密方法

说明书

本发明公开了一种智能医疗环境下基于IBE的物联网设备加密方法，该方法将加密过程分成外部设备加密和在线加密两个阶段：在外部设备加密阶段，在获知接收者身份和明文之前，终端预先计算好所有的计算复杂度较高的运算，形成离线密文；在在线加密阶段，当终端收到接收者身份和明文后，在终端上计算其余的加密运算。本发明优化了加密过程的终端运算时间配置，提高了智能医疗网络的数据加密传输处理效率。另外，结合EAC算法，将原始密文耦合后分块存储，并各自独立执行加解密流程，实现了密文的分片独立存取，有效提高了密文的破译难度和抗攻击性能。

技术领域

本发明涉及数据加密方法，特别涉及一种智能医疗环境下的物联网设备加密方法。

背景技术

智能医疗通过打造健康档案区域医疗信息平台，利用最先进的物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到信息化。在不久的将来医疗行业将融入更多人工智慧、传感技术等高科技，使医疗服务走向真正意义的智能化，推动医疗事业的繁荣发展。

智能医疗信息交互平台上保存大量的患者信息，这些信息的传输环节和手段非常复杂，在此过程中任一环节都有信息泄露的隐患。在传输过程中如果没有严格的身份认证，就必然会有非法访问，这样就会泄露信息，给患者带来不必要的麻烦。在用户使用智能医疗信息交互平台时，频繁存储数据是必不可少的环节。在存储数据过程中存在大量的安全漏洞。存储时连接的服务器不能保证时刻处于安全状态；数据备份时由于人为或者服务器意外会导致医疗信息泄露。另外，现代网络很容易受到黑客的攻击，使得信息的完整性受到威胁。因此，智能医疗信息交互平台离不开加密技术。

IBE(Identity-Based Encryption,IBE)是目前公认的加密技术，最初由Shamir在1984年的开创性工作中提出，其主要特征是加密用的公钥不是从公钥证书中获取，而是直接使用可以表示用户身份的字符串。2001年，Boneh和Franklin提出了第一个在随机语言模型下具有选择密文攻击安全的实用IBE方案。此后，产生了多种IBE方案的构造。

由于现今的IBE方案基本都是基于双线性群，涉及到大量的乘法和指数计算，复杂的计算降低了IBE加密技术的计算效率，当与智能医疗技术结合应用时，由于终端设备具备物联网终端特性，自身计算能力通常较弱，应对加密运算的时效性受到制约，从而影响终端设备的工作效率。

发明内容

发明目的：针对现有技术不足，本发明提出了一种安全且时效性强的智能医疗环境下的物联网设备加密方法，提高了密文抵抗破解和被攻击的能力。

技术方案：本发明所述的智能医疗环境下基于IBE的物联网设备加密方法，包括以下步骤：

(1)创建阶段：在智能医疗的终端设备，嵌入加密模块，对数据进行加密处理；由可信度较高的密钥管理中心PKG，生成智能医疗系统公共参数params，交给用户；设G和G_T是阶为素数p的循环群，e：G×G→G_T是双线性映射，g是G的生成元，密钥管理中心PKG随机选取值g,g₂,h₁,h₂∈G和一个随机数α∈Z_p，Z_p表示验证密钥空间，计算g₁＝g_a∈G，生成公共参数和主密钥其中，h₁,h₂为哈希函数，表示密钥生成、签名、签名验证方案的算法；

(2)密钥生成阶段：用户将自己的身份信息ID交给密钥管理中心PKG，密钥管理中心PKG为每个终端节点配置公钥、私钥，其中，患者用户身份ID作为公钥，并且生成公钥ID的对应私钥d_ID，将公私钥发送给用户；

密钥管理中心PKG随机选取值r∈Z_p，根据用户身份ID∈Z_p，生成对应私钥作为节点分配公私钥匙：