[发明专利]一种适用于MQTT‑SN协议的加密方法

摘要

本发明涉及一种适用于MQTT‑SN协议的加密方法，属于通信领域。该方法采用哈希算法、密文策略的基于属性的加密算法设计，使发布端、代理服务器以及一个或多个订阅端能够完成加密通信。代理服务器完成发布/订阅端的身份认证，完成发布/订阅端的注册，并生成系统公共参数；发布端采用密文策略的基于属性的加密算法完成对明文载荷的加密；发布端将加密载荷发送给代理服务器，代理服务器转发给一个或多个订阅端；订阅端向代理服务器申请私钥，完成对加密载荷的解密，得到明文。本发明实现了对MQTT‑SN协议发布/订阅端的身份认证、数据完整性校验、数据机密性保护，很好的解决了MQTT‑SN协议在无线传感器网络应用面临的安全问题。

主权项

一种适用于MQTT‑SN协议的加密方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：初始化阶段：初始化阶段是发布端和订阅端注册，代理服务器生成并下发系统公共参数的过程；发布端、订阅端和代理服务器预配置初始密钥K，发布/订阅端向代理服务器进行注册，代理服务器验证发布/订阅端身份的合法性，代理服务器根据CP‑ABE算法生成系统公开参数PK及主密钥MSK，并将公开参数PK发送给已注册的发布/订阅端；S2：加密阶段：加密阶段是发布端对要发布的有效载荷进行加密预处理的过程；发布端首先制定访问结构然后根据代理服务器生成的公共参数PK、访问结构以及主题对应的有效载荷data，采用CP‑ABE加密算法生成加密载荷CT；S3：发布阶段：发布阶段是发布端将加密载荷CT发送给代理服务器，代理服务器在接收到加密载荷CT后转发给相应订阅者的过程；发布端将加密载荷CT发送给代理服务器；代理服务器在接收到发布端发送的加密载荷CT后，验证该加密载荷的合法性，即判断该加密载荷是否为重放消息，是否经过篡改；最后，在确认加密载荷CT合法后，将其转发给相应的订阅端；S4：解密阶段：解密阶段是订阅端在接收到代理服务器发送的加密载荷CT后，向代理服务器申请解密所需的私钥，然后对加密载荷CT进行解密提取文明的过程；订阅端在接收到加密载荷CT后，向代理服务器发起私钥生成请求并提供属性集合Ai，代理服务器根据系统公共参数PK、属性集合Ai以及主密钥MSK采用CP‑ABE私钥生成算法生成私钥SK，然后将生成的私钥SK发送给对应的订阅端；订阅端根据系统的公共参数PK、私钥SK以及加密载荷CT，采用CP‑ABE解密算法得到明文载荷data；如果属性集合Ai满足密文的访问结构则能成功解密密文，得到明文数据。