(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 202210984270.5 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 淮阴工学院 地址 223000 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　崔裕升　秦文雨　陈冠华　 陈晓兵　金鹰　单劲松　 (74)专利代理 机构 淮安市科文知识产权事务所 32223 专利代理师 吴晶晶 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/30(2006.01) H04W 84/18(2009.01) (54)发明名称 一种适用 于物联网环境的基于区块链的高 效异构环签密方法 (57)摘要 本发明公开了一种适用于物联网环境的基 于区块链的高效异构环签密方法， 包括以下步 骤： 系统初始化； 基于身份环境的密钥生成； 基于 公钥基础设施的密钥生成； 环签密步骤以及解签 密。 系统的公开参数以及发送方的公钥和接收方 的公钥需要公开在区块链上。 基于身份环境的发 送方利用自己的私钥、 身份信息、 接收方的公钥 以及给定的消息m， 通过点乘、 哈希函数、 指数运 算、 模运算以及异或运算， 计算得到要输出的密 文σ。 根据给定的密文σ， 发送方的公钥和接收 方的私钥， 接收方通过点乘运算、 哈希函数、 异或 运算等运算验证等式并恢复明文m。 若验证通过， 则接收这个密文σ并输出明文m； 否则， 拒绝该密 文σ并输出错 误符号⊥。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115361139 A 2022.11.18 CN 115361139 A 1.一种适用于物联网环境的基于区块链的高效异构环签密方法， 其特征在于， 包括有 以下步骤： S1： 系统初始化： 给定一个安全参数k， 可信第三方PKG选择一个循环加法群G1与一个循 环乘法群G2， 两个群有相同的阶p且p为素数， P是群G1生成元； 定义 G1×G1→G2为一个双线 性映射， 定义两个安全的哈希函数H1： {0， 1}*→G1， H2： PKG随机选择主密钥 并且计算出相应的主公钥Ppub＝ ηP， 随后， PKG公开系统参数 到区 块链上并对主密钥 η进行保密； S2： 基于身份的密钥生成： 基于身份环境的发送方从区块链中获取相关系统参数并且 发送自身的身份信息ID至PKG， PKG通过系统参数与发送方的身份信息ID计算出发送方私钥 xs＝ηys， 并通过安全方式把私钥发送给基于身份环境的发送方， 发送方将公钥ys＝H1(ID) 发送到区块链上； S3： 基于公钥基础设施 的密钥生成： 基于公钥基础设施环境的接收方选择一个随机数 作为其私钥， 并设置yt＝xrP作为其对应的公钥， 同样 将公钥yr发送到区块链上； S4： 基于身份环境的发送方向基于公钥基础设施的接收方发送签密密文σ， 考虑一个具 有n个身份信息的发送者群组L＝{ID1， ID2， ...， IDn}， 实际发送者代表发送者群组L使用公 钥yr向接收方发送消息m， 实际发送者索引为s， 身份是IDs， 包括以下步骤： S4.1： 选择随机数 计算承诺值R＝gαmod p； S4.2： 计算承诺值 对W进行哈希计算 生成加密 密钥k＝H1(W)； S4.3： 发送方利用加密 密钥k对消息m进行加密， 生成加密后的密文 S4.4： 发送方通过哈希函数对m， ys， yr， R， L进行计算， 得到哈希值h＝H2(m， ys， yr， R， L)； S4.5： 当索引i≠s时， 选择 并且计算承诺值 和哈希值hi＝H2(m， ys， yr， Ri， L)； S4.6： 当索引i＝s时， 发送方计算 和哈希值hs＝H2(m， ys， yr， Rs， L)， 并且利用自身私钥xs计算签名V＝α +xshsmod p； S4.7： 最后基于身份环境的发送方生成密文σ ＝(c， h1， h2， ...， hn， V)并发送给基于公钥 基础设施的接收方； S5： 接收方收到密文σ ＝(c， h1， h2， ...， hn， V)和一组身份L＝{ID1， ID2， ...， IDn}， 接收方 利用自身私钥xr解签密来自基于身份环境中发送方的签密 密文σ， 具体包括以下步骤： S5.1： 接收方计算出承诺值t＝gV/yshmod p； S5.2： 接收方通过承诺值t与自身私钥xr恢复出承诺值 S5.3： 接收方计算哈希值恢复出k ＝H1(W)； S5.4： 接收方计算出 即可得到明文m； S5.5： 对于所有i∈{1， 2， . ..， n}， 计算哈希值hi＝H2(m， ys， yr， Ri， L)； S5.6： 接收方利用以上信息， 验证gV是否与 相等， 若相等， 则验证通过， 输出明文m； 否则验证不 通过， 拒绝该消息并返回错 误符号⊥。 2.根据权利要求1所述的一种适用于物联网环境的基于区块链的高效异构环签密方 法， 其特征在于， 所述 表示0到q之间的所有 整数组成的整数群。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115361139 A 23.根据权利要求1所述的一种适用于物联网环境的基于区块链的高效异构环签密方 法， 其特征在于， 在S2之前， 接收方与发送方将通过自身账户从区块链上获取系统参数。 4.根据权利要求1所述的一种适用于物联网环境的基于区块链的高效异构环签密方 法， 其特征在于， 发送方公钥ys＝H1(ID)在S2之后公开， 接收方公钥yr＝xrP在S3之后公开。 5.根据权利要求1所述的一种适用于物联网环境的基于区块链的高效异构环签密方 法， 其特征在于： 所述S4中发送的消息m∈{0， 1}n。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115361139 A 3