(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211156358.4 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 淮阴工学院 地址 223003 江苏省淮安市经济技 术开发 区枚乘东路1号 (72)发明人 金春花　刘念　陈晓兵　陈冠华　 王兰芳　邵鹤帅　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/30(2006.01) H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 一种基于异构系统的具有等值测试功能的 签密方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于异构系统的具有等 值测试功能的签密方法及系统， 系统参数初始 化； 基于CLC的密钥生成和基于PKI的密钥生成； 陷门值td生成； CLC环境的发送端利用自 己的私 钥、 身份信息、 接收者的公钥， 通过哈希运算和异 或运算， 得到签密密文； PKI环境的接收端 根据签 密密文， 发送端的公钥和接收者的私钥， 通过哈 希运算和异或运算进行解签密； 基于CLC环境的 发送端和PKI环境的接收端两者的授权陷门和密 文作为输入进行等值测试， 服务器 分别向发送端 和接收端返回测试结果； 若测试出关键字相等， 则表明两个用户的明文相等， 否则， 明文不相等。 本发明计算效率高， 可应用于数据检索， 且实现 了无线传感器网络之间的完整性、 机密性和认证 性， 符合安全和隐私要求。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115550007 A 2022.12.30 CN 115550007 A 1.一种基于异构系统的具有等 值测试功能的签密方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)异构系统参数初始化； 所述异构系 统参数包括门限值模块、 基于CLC环境的签密模 块、 基于PKI环境的解签密模块、 等 值测试模块及可信第三方模块所需要设置的系统参数； (2)CLC环境的发送端提交身份信息IDs给密钥生成中心， 密钥生成中心根据系统参数和 身份信息IDs生成部分私钥Ds并发送给用户， 用户随机选择一个秘密值xs， 根据秘密值xs与 部分私钥Ds设置完全私钥和公钥； (3)PKI环 境的接收端随机选择私钥 计算对应的公钥PKr， 公钥与CA 颁发的证 书绑定， 输出公钥PKr和私钥SKr； (4)PKI环境的接收端根据私钥SKr， 得到陷门值tdr＝SKr； (5)CLC环境的发送端根据系统参数、 发送端的身份IDs与私钥Ss、 接收端的公钥PKr， 进 行签密， 得到签密 密文σ 并发送给接收端； (6)PKI环境的接收端根据系统参数、 公钥PKs、 签密密文σ 、 发送端的身份IDs和接收端的 私钥， 输出消息 M或拒绝该密文； (7)根据发送端的密文σs、 陷门tds和接收端的密文、 陷门tdr进行等值测试， 检验有不同 公钥加密得到的密文是否包 含相同的消息 M。 2.根据权利要求1所述的一种基于异构系统的具有等值测试功能的签密方法， 其特征 在于， 所述 步骤(1)实现过程如下： 给定一个安全参数k， 设G1和G2是两个循环乘法群， 两个群有相同的阶p， q为素数， P为G1 的生成元； G1×G1→G2为一个双线性映射； 定义四个安全的哈希函数H1： H2： H3： H4： G2→{0， 1}*； KGC随机选择一个主密钥 计算Ppub＝sP， KGC公开系统参数{G1， G2， P， e， Ppub， ， H1， H2， H3， H4}， 保密主密钥s； 定义一个函数 E， 接收端的公钥 PKα； 如果PKγ＝PKα， 且E(PKr)＝1， 该方案是签密方案； 然而当PKγ＝PKα， 且E (PKr)＝0时， 该 方案是公钥加密方案 。 3.根据权利要求1所述的一种基于异构系统的具有等值测试功能的签密方法， 其特征 在于， 所述 步骤(2)实现过程如下： 根据系统参数和身份信息IDs， 计算部分私钥 发送给用户； 随机选择一个秘密值xs， 根据部分私钥Ds计算完全私钥 公钥PKs＝xs (H1(IDs)+Ppub)。 4.根据权利要求1所述的一种基于异构系统的具有等值测试功能的签密方法， 其特征 在于， 所述 步骤(3)实现过程如下： 随机选择私钥 计算对应的公钥PKr＝(PK1， PK2)＝(β1P， β2P)、 私钥 5.根据权利要求1所述的一种基于异构系统的具有等值测试功能的签密方法， 其特征 在于， 所述 步骤(5)包括以下步骤： (51)选择随机数x1， x2， 并根据Dif fie‑Hellman困难问题计算盲化 值r1， r2； (52)利用随机数x1， x2， 消息M， 发送端的身份IDs， 发送方的公钥PKs， 接收端的公钥PK1，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115550007 A 2PK2， 得到哈希值h， 从而得到签名值C1； (53)利用混合签密计算得到C2， C3， 同时通过异或运算得到C4， C5， 从而得到签密密文σ ＝ (C1， C2， C3， C4， C5)； (54)发送签密 密文σ ＝(C1， C2， C3， C4， C5)和身份IDs给接收端。 6.根据权利要求1所述的一种基于异构系统的具有等值测试功能的签密方法， 其特征 在于， 所述 步骤(6)包括以下步骤： (61)根据系统参数、 公钥PKs、 签密密文σ ＝(C1， C2， C3， C4， C5)、 发送端的身份IDs和接收端 的私钥 计算得到盲化 值r1， r2； (62)通过异或运算得到M||x2， 从而得到哈希值h； 如果E(PKr)＝0， 检验 如 果 是 ， 输 出 M ， 否 则 输 出 ⊥； 如 果 E (P Kr) ＝ 1 ， 检 验 并且仅当盲化值r1＝e(C1， PKs+H2(PKs)(H1PKs)P+Ppub)t‑h， 如果是输 出M； 否则输出 “⊥”。 7.根据权利要求1所述的一种基于异构系统的具有等值测试功能的签密方法， 其特征 在于， 所述 步骤(7)包括以下步骤： 根据发送端的密文σs＝(C1， s， C2， s， C3， s， C4， s， C5， s)， 陷门tds， 和接收端的密文σr＝(C1， r， C2 ，r， C3 ，r， C4 ，r， C5 ，r) ， 陷 门 tdr， 计 算 盲 化 值 r2 ，s， r2 ，r； 计 算 关 键 字 检验等式 是 否相等， 如果是， 消息 Ms＝Mr； 其中， 分别为发送端和接收端带有关键 字的盲化 值。 8.一种基于异构系统的具有等值测试功能的签密系统， 包括存储器、 处理器及存储在 存储器上并可在处理器上运行 的计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被加载至处理 器时实现根据权利要求1 ‑7任一项所述的基于异构系统的具有等 值测试功能的签密方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115550007 A 3