貴州財經大學于瑩瑩獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉貴州財經大學申請的專利一種加法同態加密和密碼累加器計算的方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115021890B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210787173.7,技術領域涉及:H04L9/00;該發明授權一種加法同態加密和密碼累加器計算的方法是由于瑩瑩;丁紅發;劉海;蔣合領;吳寧博;傅培旺;唐明麗設計研發完成,并于2022-07-04向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種加法同態加密和密碼累加器計算的方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種加法同態加密和密碼累加器計算的方法。本發明提出的一種基于加法同態和雙線性映射累加器的圖數據可驗證外包計算方法,首先,利用同態密碼加密鄰接表實例化的圖數據,并結合加法同態加密和混淆電路基于優先隊列實現廣度優先Dijkstra算法,計算加密圖數據上的精確最短路徑;其次,基于加密圖數據構造二項堆結構并利用雙線性映射累加器計算加密最短路徑結果的驗證證據,實現加密圖數據外包最短路徑查詢計算結果的正確性可驗證;此外,方案還利用無證書短簽名保障了云服務器的最短路徑查詢結果和驗證結果的真實性和不可篡改性,實現加密圖數據最短路徑查詢外包計算結果的概率正確性驗證。
本發明授權一種加法同態加密和密碼累加器計算的方法在權利要求書中公布了:1.一種加法同態加密和密碼累加器計算的方法,其特征在于,包括步驟如下: 步驟一、權威機構設置參數,具體為:權威機構隨機選取一個安全參數λ,根據安全參數生成偽隨機函數值k1,k2,k3←{0,1}λ,并由Paillier算法計算出基礎密鑰對skp,pkp,二者結合生成客戶端密鑰pkc,skc; 步驟二、客戶端圖數據鄰接表實例化,具體為:客戶端對原始圖數據進行鄰接表實例化,用鄰接表存儲原始圖數據的節點和邊信息,鄰接表中包含各個節點和其鄰接點,存儲鄰接點及其邊的長度; 步驟三、客戶端加密圖數據,具體為:客戶端獲取原始圖數據G的頂點集V,邊集E,獲取秘密哈希值skh,客戶端初始化數組AG、字典TD和TG,遍歷并獲取圖中節點元素,客戶端計算當前節點的偽隨機函數值Ku,遍歷當前節點的出度值deg+u,依次加密邊的長度lenu,vi,得到 通過判斷當前節點的出度情況來設定節點Ni的組成和其鄰接節點Di的組成; 采用隨機預言機模型H:{0,1}*→{0,1}*異或計算節點Ni將其加密存儲在數組AG中, 遍歷數組,使用共享秘密哈希值skh對數組AG中的每個元素計算哈希形成哈希集H1=h1,h2,...,hn,其中hi=Hskh,AG[i]; 使用密碼累加器計算集合H1的累加值 結合偽隨機函數及存儲鄰接節點Di在字典TD中,其中 數組中每個頭結點的地址arrayNi加密存儲在字典TG中,頭結點的地址即為每個鄰接表頭的指針,最終生成加密圖ΩG=AG,TG,TD和累加器并將ΩG發送給服務器; 步驟四、客戶端根據查詢請求生成查詢令牌,具體為:客戶端獲取查詢請求q=s,t,包括源點s和終點t; 客戶端計算生成查詢令牌 步驟五、云服務器密文查詢計算,具體為:云服務器獲取加密圖數據ΩG和查詢令牌τq; 云服務器解析查詢令牌τq=τ1,τ2,τ3,獲取密文查詢源點τ1,密文查詢終點τ2,輔助條件τ3; 判斷密文查詢源點τ1和終點τ2是否在密文圖數據中存在,存在則繼續,不存在則退出查詢,返回NULL; 云服務器初始化二項堆H,存放節點值的字典path及存放邊長的字典ξ; 結合數組AG及字典TG和TD,重構密文圖數據的鄰接關系;以密文查詢源點τ1為起始位置,構造二項堆H直至構建完成; 將構建二項堆H過程中未使用的節點遍歷并累加得到accHother; 采用基于廣度優先的Dijkstra算法,從構造完整的二項堆H中計算最短路徑,循環獲取堆H中的最小節點ExtractMinHeap,將該節點與邊長存放在字典path和字典ξ中. 若當前獲取的最小節點與查詢的尾結點相同時,即ExtractMinHeap==τ2,最短路徑查詢結束,返回反向迭代計算后的路徑path與密文長度ξ,二者構成加密結果Dq;將堆中未用以計算最短路徑path的節點進行累加得到accHuseless;accHother與accHuseless的和為密文圖數據最短路徑的驗證證據,即累加值accH2,accH2=accHother+accHuseless; 云服務器對計算結果Dq與驗證證據accH2簽名,生成WitD,將簽名同Dq和accH2一同發送給客戶端; 步驟六、客戶端驗證云服務器簽名與解密,具體為: 客戶端獲取云服務器發送的加密最短路徑Dq,驗證證據累加值accH2和簽名WitD;根據云服務器的身份ID對簽名進行SignVerify驗證,如果驗證成功,則繼續解密,否則退出驗證; 對密文最短路徑結果Dq進行解析,得到Dq=<Dpath,Ddist>,即密文最短路徑節點集合及密文最短路徑邊長集合; 客戶端對密文最短路徑節點的集合Ddist進行累加,計算密文最短路徑累加值accHdist;通過比對云服務器返回的驗證證據累加值accH2是否等同accH1與accHdist的差值判斷Dq的正確性; 驗證通過,則對密文計算結果Dq進行解密,獲取明文狀態的最短路徑distpath和最短距離distq,驗證不通過,則返回NULL。
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