一種基于門限秘密共享的份額更新方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信息技術(shù)安全領(lǐng)域，具體涉及一種基于門限秘密共享的份額更新方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 秘密共享是信息安全和數(shù)據(jù)保密的重要手段，它在重要信息和秘密數(shù)據(jù)的安全保 存、傳輸以及合法利用中起著關(guān)鍵作用，近年來，隨著研究的深入和云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，典 型的秘密共享方案是由Shamir和Blakley提出的（t，n)門限秘密共享概念，其基本思想是將 共享秘密S分成η個(gè)份額秘密分發(fā)給不同的參與者，滿足只有大于等于t個(gè)服務(wù)器聯(lián)合才能 重構(gòu)共享的秘密，而任意少于t個(gè)服務(wù)器不能得到該秘密的任何信息。
[0003] 近年來，隨著秘密共享技術(shù)研究的深入和云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，秘密共享技術(shù)被應(yīng) 用到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，越來越多的人或者企業(yè)選擇使用云存儲(chǔ)環(huán)境存放自己的資料，給 用戶帶來了極大的便利，但是在實(shí)際應(yīng)用中，共享秘密往往具有較長(zhǎng)的生命周期，敵手可以 通過長(zhǎng)期不斷的攻擊得到足夠數(shù)量的影子秘密，從而重建共享秘密，使云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)的 安全性受到威脅。
[0004] 上述問題的一種簡(jiǎn)單解決思路是定期更新共享秘密，目前已有方案多側(cè)重影子秘 密更新的正確性以及防欺詐、防合謀等功能特性，而忽略更新過程中計(jì)算、帶寬等性能要 求，存在計(jì)算負(fù)荷較大，運(yùn)算效率低的缺陷，限制了其應(yīng)用范圍，同時(shí)，為了保證侵犯服務(wù)器 的敵手在現(xiàn)時(shí)間段內(nèi)不會(huì)學(xué)習(xí)到上個(gè)時(shí)間段存儲(chǔ)的份額，這一過程必須非常迅速地完成才 能，而現(xiàn)有方案的運(yùn)算效率低，很難滿足快速更新的要求，而且就計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)通訊的復(fù)雜性 而言，份額更新是一個(gè)代價(jià)昂貴的過程，因此，急需構(gòu)造一種低通訊量、高效率、高靈活度以 及具有快速份額更新功能的可更新秘密共享方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種基于門限秘密共享的份額更新方法及裝置，解決了現(xiàn)有份額更新 方案通訊量大、計(jì)算負(fù)荷較高以及運(yùn)算效率低的問題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供一種基于門限秘密共享的份額更新方法，所述方法包括：
[0007] 接收更新池，所述更新池由客戶端對(duì)更新元進(jìn)行N次(t，n)門限秘密共享生成的N X η個(gè)更新元份額組成，N和η均為預(yù)設(shè)常數(shù)，t為門限值；
[0008] 接收更新秘密請(qǐng)求，所述更新秘密請(qǐng)求中攜帶密鑰kprf;
[0009] 根據(jù)所述更新秘密請(qǐng)求中攜帶的密鑰kprf，基于預(yù)先存儲(chǔ)的I個(gè)秘密份額的位置坐 標(biāo)以及預(yù)先存儲(chǔ)的偽隨機(jī)函數(shù)f，生成長(zhǎng)度均為N比特的I個(gè)偽隨機(jī)數(shù)；
[0010] 根據(jù)所述I個(gè)偽隨機(jī)數(shù)的每個(gè)比特和所述更新池中的每個(gè)更新元份額，計(jì)算預(yù)先 存儲(chǔ)的每個(gè)秘密份額的更新量；
[0011] 根據(jù)所述更新量，計(jì)算所述預(yù)先存儲(chǔ)的每個(gè)秘密份額更新后的秘密份額。
[0012] 其中，所述更新量的計(jì)算公式為：
[0014] 其中，ai[k]為第i個(gè)偽隨機(jī)數(shù)的第k個(gè)比特，ai[k]的值為0或1，1 < i <1，/7,,,⑷為 客戶端對(duì)更新元進(jìn)行第k次(t，n)門限秘密共享生成的第m個(gè)更新元份額，1 <k<N，l n，lS/? 1技]為?] = 1時(shí)對(duì)應(yīng)的更新元份額，c為元素ai[k]為1的數(shù)量。
[0015] 其中，所述方法還包括：
[0016] 按照預(yù)設(shè)的時(shí)間長(zhǎng)度T將預(yù)先存儲(chǔ)的I個(gè)秘密份額的生存周期劃分為多個(gè)子生存 周期；
[0017] 在當(dāng)前子生存周期過程中，生成當(dāng)前子生存周期秘密份額的更新量；
[0018] 根據(jù)所述當(dāng)前子生存周期秘密份額的更新量，得到當(dāng)前子生存周期的秘密份額更 新后的秘密份額。
[0019] 其中，在所述獲取更新池之前，所述方法還包括：
[0020] 接收客戶端發(fā)送的I X η個(gè)秘密份額;所述I X η個(gè)秘密份額的秘密共享方式與所述 Ν X η個(gè)更新元份額的秘密共享方式相同。
[0021 ]其中，所述方法還包括：
[0022]接收客戶端發(fā)送的讀取秘密份額請(qǐng)求；
[0023]根據(jù)所述讀取秘密份額請(qǐng)求，向客戶端傳輸更新后的t個(gè)秘密份額，以使客戶端根 據(jù)所述更新后的秘密份額進(jìn)行(t，n)門限秘密還原，得到還原后的原秘密信息。
[0024] 第二方面，本發(fā)明還提供一種基于門限秘密共享的份額更新裝置，所述裝置包括：
[0025] 更新池接收模塊，用于接收更新池，所述更新池由客戶端對(duì)更新元進(jìn)行N次(t，n) 門限秘密共享生成的Ν X η個(gè)更新元份額組成，N和η均為預(yù)設(shè)常數(shù)，t為門限值；
[0026] 更新請(qǐng)求接收模塊，用于接收更新秘密請(qǐng)求，所述更新秘密請(qǐng)求中攜帶密鑰kprf;
[0027] 偽隨機(jī)數(shù)生成模塊，用于根據(jù)更新秘密請(qǐng)求中攜帶的密鑰kprf，基于預(yù)先存儲(chǔ)的I 個(gè)秘密份額的位置坐標(biāo)以及預(yù)先存儲(chǔ)的偽隨機(jī)函數(shù)f，生成長(zhǎng)度均為N比特的I個(gè)偽隨機(jī)數(shù)；
[0028] 更新量生成模塊，用于根據(jù)所述I個(gè)偽隨機(jī)數(shù)的每個(gè)比特和所述更新池中的每個(gè) 更新元份額，計(jì)算預(yù)先存儲(chǔ)的每個(gè)秘密份額的更新量；
[0029] 份額更新模塊，用于根據(jù)所述更新量，得到所述預(yù)先存儲(chǔ)的每個(gè)秘密份額更新后 的秘密份額。
[0030] 其中，所述更新量的計(jì)算公式為：
[0032]其中，ai[k]為第i個(gè)偽隨機(jī)數(shù)的第k個(gè)比特，ai[k]的值為0或1，1 < i < I，元閑為 客戶端對(duì)更新元進(jìn)行第k次(t，n)門限秘密共享生成的第m個(gè)更新元份額，1 <k<N，l n，Κ_丨為?」= 1時(shí)對(duì)應(yīng)的更新元份額，c為元素ai[k]為1的數(shù)量。
[0033] 其中，所述裝置還包括：
[0034]周期劃分模塊，用于按照預(yù)設(shè)的時(shí)間長(zhǎng)度T將預(yù)先存儲(chǔ)的I個(gè)秘密份額的生存周期 劃分為多個(gè)子生存周期；
[0035]周期更新量生成模塊，用于在當(dāng)前子生存周期過程中，生成當(dāng)前子生存周期秘密 份額的更新量；
[0036]周期份額更新模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前子生存周期秘密份額的更新量，得到當(dāng)前 子生存周期的秘密份額更新后的秘密份額。
[0037] 其中，所述裝置還包括：
[0038]份額接收模塊，用于接收客戶端發(fā)送的IXn個(gè)秘密份額;所述IXn個(gè)秘密份額的 秘密共享方式與所述N X η個(gè)更新元份額的秘密共享方式相同。
[0039] 其中，所述裝置還包括：
[0040] 份額請(qǐng)求接收模塊，用于接收客戶端發(fā)送的讀取秘密份額請(qǐng)求；
[0041] 發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述讀取秘密份額請(qǐng)求，向客戶端傳輸更新后的t個(gè)秘密份 額，以使客戶端根據(jù)所述更新后的秘密份額進(jìn)行(t，n)門限秘密還原，得到還原后的原秘密 信息。
[0042] 本發(fā)明提供的一種基于門限秘密共享的份額更新方法及裝置，通過運(yùn)用異或運(yùn)算 進(jìn)行門限秘密共享，在不改變服務(wù)器原始存儲(chǔ)文件的情況下僅用很少的數(shù)據(jù)量即可更新很 大的信息份額，降低了份額更新時(shí)的信息傳輸量，提高了份額更新的速度和效率，同時(shí)，將 云端服務(wù)器中的秘密份額的較長(zhǎng)的生存周期劃分為多個(gè)子生存周期，在每個(gè)子生存周期過 程中自動(dòng)進(jìn)行份額更新操作，提高了份額更新的靈活度，進(jìn)一步地，提高了云端服務(wù)器中的 數(shù)據(jù)的安全性。
【附圖說明】
[0043]為了更清楚地說明本公開實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 公開的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0044] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種基于門限秘密共享的份額更新方法的流程圖；
[0045] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的更新量生成過程的流程圖；
[0046]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的云端η個(gè)服務(wù)器存儲(chǔ)秘密份額的整體的排列示意圖； [0047]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的客戶端和云端服務(wù)器進(jìn)行交互的流程圖；
[0048] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種基于門限秘密共享的份額更新裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 下面將結(jié)合本公開實(shí)施例中的附圖，對(duì)本公開實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本公開中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本公開保護(hù)的范圍。
[0050] 需要說明的是，本公開實(shí)施例中提及的字母Τ為轉(zhuǎn)置運(yùn)算符，本公開實(shí)施例中提及 的服務(wù)器可為業(yè)務(wù)服務(wù)器、遠(yuǎn)程服務(wù)器、云端服務(wù)器以及其它服務(wù)器類型，本公開實(shí)施例中 的服務(wù)器的數(shù)量為多個(gè)。<