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加密邮件系统中基于身份的可搜索加密方案

牛淑芬 谢亚亚 杨平平 王彩芬 杜小妮

牛淑芬, 谢亚亚, 杨平平, 王彩芬, 杜小妮. 加密邮件系统中基于身份的可搜索加密方案[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(7): 1803-1810. doi: 10.11999/JEIT190578
引用本文: 牛淑芬, 谢亚亚, 杨平平, 王彩芬, 杜小妮. 加密邮件系统中基于身份的可搜索加密方案[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(7): 1803-1810. doi: 10.11999/JEIT190578
Shufen NIU, Yaya XIE, Pingping YANG, Caifen WANG, Xiaoni DU. Identity-based Searchable Encryption Scheme for Encrypted Email System[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(7): 1803-1810. doi: 10.11999/JEIT190578
Citation: Shufen NIU, Yaya XIE, Pingping YANG, Caifen WANG, Xiaoni DU. Identity-based Searchable Encryption Scheme for Encrypted Email System[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(7): 1803-1810. doi: 10.11999/JEIT190578

加密邮件系统中基于身份的可搜索加密方案

doi: 10.11999/JEIT190578
基金项目: 国家自然科学基金(61562077, 61662069, 61662071, 61772022),西北师范大学青年教师科研提升计划(NWNU-LKQN-13-12)
详细信息
    作者简介:

    牛淑芬:女,1976年生,博士,副教授,研究方向为云计算和大数据网络的隐私保护

    谢亚亚:女,1996 年生,硕士,研究方向为网络与信息安全

    杨平平:女,1995 年生,硕士,研究方向为网络与信息安全

    王彩芬:女,1963 年生,博士,教授,研究方向为网络安全

    杜小妮:女,1972 年生,博士,教授,研究方向为流密码

    通讯作者:

    谢亚亚 2418606113@qq.com

  • 中图分类号: TN918.7

Identity-based Searchable Encryption Scheme for Encrypted Email System

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61562077, 61662069, 61662071, 61772022), The Young Teacher’s Scientific Research Ability Promotion Program of Northwest Normal University (NWNU-LKQN-13-12)
  • 摘要:

    在加密邮件系统中,公钥可搜索加密技术可以有效地解决在不解密的情况下搜索加密邮件的问题。针对公钥可搜索加密复杂的密钥管理问题,该文在加密邮件系统中引入了基于身份的密码体制。针对可搜索加密的离线关键字猜测攻击问题,该文采用了在加密关键字和生成陷门的同时进行认证,并且指定服务器去搜索加密电子邮件的方法。同时,在随机预言机模型下,基于判定性双线性Diffie-Hellman假设,证明方案满足陷门和密文不可区分性安全。数值实验结果表明,在陷门生成和关键字密文检测阶段,该方案与现有方案相比在计算效率上较高。

  • 图  1  系统模型

    图  2  算法运行时间比较

    表  1  常用密码操作的计算时间[17]

    操作${T_{\rm{p}}}$${T_{\rm{e}}}$${T_{\rm{m}}}$${T_{\rm{h}}}$
    时间(ms)16.0641.8820.0130.006
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    表  2  计算量比较

    方案CwTrapdoorTest
    文献[14]
    方案
    $3{T_{\rm{p}}} + 2{T_{\rm{h}}} + 6{T_{\rm{m}}}$${T_{\rm{p}}} + {T_{\rm{h}}} + 4{T_{\rm{m}}}$$3{T_{\rm{p}}} + 2{T_{\rm{h}}} + 2{T_{\rm{m}}} + {T_{\rm{e}}}$
    文献[3]
    方案
    ${T_{\rm{h}}} + {T_{\rm{m}}} + 3{T_{\rm{e}}}$${T_{\rm{p}}} + {T_{\rm{h}}} + {T_{\rm{e}}}$$2{T_{\rm{p}}} + {T_{\rm{m}}} + 2{T_{\rm{e}}}$
    本文方案$2{T_{\rm{p}}} + {T_{\rm{h}}} + 3{T_{\rm{e}}}$${T_{\rm{h}}} + 3{T_{\rm{m}}} + 4{T_{\rm{e}}}$$2{T_{\rm{p}}} + {T_{\rm{m}}} + 2{T_{\rm{e}}}$
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    表  3  通信量比较

    方案${\rm{S}}{{\rm{K}}_{{\rm{ID}}}}$${ {{C} }_w}$Trapdoor
    文献[14]方案$\left| {{G_1}} \right|$$3\left| {{G_1}} \right| + \left| {{Z_{\rm{P}}}} \right|$$2\left| {{G_1}} \right| + \left| {{Z_{\rm{P}}}} \right|$
    文献[3]方案$\left| {{Z_{\rm{P}}}} \right|$$2\left| {{G_1}} \right| + \left| h \right|$$\left| {{G_{\rm{T}}}} \right| + \left| h \right|$
    本文方案$\left| {{G_1}} \right|$$2\left| {{G_1}} \right| + \left| {{G_{\rm{T}}}} \right|$$2\left| {{G_1}} \right|$
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    表  4  对参数的主要性质

    参数类型基域(bit)Dlog安全(bit)椭圆曲线次数
    Type - A51210242
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    RHEE H S, PARK J H, and LEE D H. Generic construction of designated tester public-key encryption with keyword search[J]. Information Sciences, 2012, 205: 93–109. doi: 10.1016/j.ins.2012.03.020
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    牛淑芬, 牛灵, 王彩芬, 等. 一种可证安全的异构聚合签密方案[J]. 电子与信息学报, 2017, 39(5): 1213–1218. doi: 10.11999/JEIT160829

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-07-30
  • 修回日期:  2020-03-21
  • 网络出版日期:  2020-04-15
  • 刊出日期:  2020-07-23

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