WO2012119389A1 - 一种数据共享***、数据分发***以及数据保护方法 - Google Patents

一种数据共享***、数据分发***以及数据保护方法 Download PDF

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张弓
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华为技术有限公司
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Definitions

  • the present invention relates to data sharing technologies, and in particular, to a data sharing method and system for shared data encryption. Background technique
  • An embodiment of the present invention further provides a corresponding data sharing system, including a data owner, a data distribution system, and a data sharer, wherein the data owner distributes the shared data to the data sharer through the data distribution system.
  • the data owner includes a proxy relationship establishing module, a key generating module, and a shared data sending module, where the data distribution system includes a receiving module, a proxy relationship maintaining module, an upper layer key updating module, and a shared data distributing module,
  • the data sharer includes an obtaining module, and a decryption module, wherein the proxy relationship establishing module is configured to establish a proxy relationship with the data sharer, according to the data owner private key ⁇ , ⁇ and the data sharer public key Generating an agent relationship r k A ⁇ B , and transmitting the agent relationship information and the agent relationship to the data distribution system, wherein the agent relationship information includes determining an agent relationship between the data owner and the data sharer Information; the key generation module is configured to generate a secret value of the shared data 1 1.
  • the receiving module is configured to obtain the proxy relationship information, the proxy relationship, and the encryption from the data owner The shared data and the upper layer key;
  • the agent relationship maintenance module is configured to update the agent relationship table of the data owner according to the agent relationship information, and establish the agent relationship rk A ⁇ B and a mapping relationship between the data sharers, and when the receiving module receives the encrypted shared data and the upper layer key, the agent relationship maintenance module is further configured to search the agent relationship table and confirm the Declaring a proxy relationship between the data owner and the data sharer, and obtaining the number after confirming the information of the proxy relationship between the data owner and the data sharer Sharers corresponding to the proxy relationship r ⁇ s; upper key update module, according to the proxy for the relation of the upper key update, the updated key
  • the embodiment of the invention further provides a data distribution system, comprising a receiving module, a proxy relationship maintenance module, an upper layer key update module, and a shared data distribution module.
  • the receiving module is configured to obtain, from the data owner, data sharer information that establishes a proxy relationship with the data owner, an agent relationship jointly generated by the data owner key and the data sharer key, and the data owner The shared data encrypted with the secret value m and the upper layer key of the shared data, wherein the upper layer key is generated by the data owner by encrypting the secret value m by the data owner key.
  • the agent relationship maintenance module is configured to establish and maintain a proxy relationship table according to the data splitter information, and when the encrypted shared data and the upper layer key are received, look up the agent relationship table to confirm and
  • the data owner establishes a data sharer of the proxy relationship and obtains the proxy relationship jointly generated by the data owner key and the data sharer key.
  • the upper layer key update module is configured to update the upper layer key according to the proxy relationship to obtain an updated upper layer key, so that the data sharer can pair the updated upper layer secret according to the data sharer key
  • the key is decrypted to obtain the secret value m.
  • the distribution module is configured to send the shared data and the updated upper layer key to the data sharer.
  • the embodiment of the present invention further provides a data protection method, including: the data distribution system receives the agent relationship information sent by the data owner and the agent relationship/ ⁇ , wherein the data owner establishes an agent relationship with the data sharer,
  • the agent relationship information includes information for determining an agent relationship between the data owner and the data sharer, the agent relationship being generated according to the data owner private key sk A and the data sharer public key pk B ;
  • the data distribution system updates the agent relationship table of the data owner according to the agent relationship information, and establishes a mapping relationship between the agent relationship and the data sharer, wherein the agent relationship table is used to record and the data
  • the owner establishes information of the data sharer of the agent relationship;
  • the data distribution system receives the shared data sent by the data owner and the upper layer key, and the secret data of the shared data generated by the data owner is m encryption key used by the upper layer by the data owner public key pk A data owners for adding the encrypted value m Obtaining; after receiving the encrypted shared data and
  • An embodiment of the present invention further provides a data sharing system, including a plurality of data distribution systems, wherein each of the plurality of data distribution systems is configured to record an agent relationship established between a data owner and a data sharer. And each of the data distribution systems maintains a proxy relationship corresponding to the proxy relationship, the proxy relationship being a data owner key of the data owner and data sharing of the data sharer Keys are jointly generated, when the plurality of data distribution systems receive the shared data sent by the data owner, and the upper layer key obtained by the data owner encrypting the secret value m of the shared data by the data owner key Each of the plurality of data distribution systems updates the upper layer key according to the agent relationship maintained by the respective ones, and then respectively sends the updated upper layer key to the data sharer, so that The data sharer may combine a plurality of updated upper layer keys sent by the plurality of data distribution systems and The secret cryptographic value obtained m.
  • the data owner first establishes a proxy relationship with the data sharer, and the data distribution system needs to update the upper layer key of the shared data according to the proxy relationship, so that the encryption link of the entire shared data is actually It is the participation of data owners, data distribution systems and data sharers to eliminate shared data leakage caused by one party's mistakes.
  • FIG. 1 is a schematic overall structural diagram of a data sharing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a data protection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 are schematic diagrams of a data protection method according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of shared data encrypted by using the data protection method provided by the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a data sharing system according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • the data sharing method provided by the embodiment of the present invention is used to help a data owner to securely share the shared data to a data sharer that has established a proxy relationship with the data owner, and includes three main steps, namely, a data owner pair.
  • Data protection method for sharing data for encryption the data distribution system receives the encrypted data sent by the data owner, shares the data to the data sharer's data distribution method, and the data sharer obtains the encrypted data for decryption to obtain the shared data.
  • Data decryption method System architecture diagram.
  • the data sharing system includes a data owner, a data distribution system, and a data sharer.
  • the data protection method provided by the embodiment of the present invention includes:
  • Step 101 The data owner establishes a proxy relationship with the data sharer to generate a proxy relationship.
  • Step 102 The data owner generates a secret value m of the shared data, and encrypts the shared data by the secret value m.
  • Step 103 The data owner passes the data The owner public key encrypts the secret value m to obtain an upper layer key;
  • Step 104 The data owner sends the encrypted shared data and the upper layer key to the data sharing system.
  • Step 105 The data sub- r system updates the upper layer key according to the proxy relationship, to obtain an updated upper layer key.
  • Step 106 Data distribution - the system sends the encrypted shared data and the updated upper layer key to the data sharer;
  • Step 107 The data distributor decrypts the upper layer key according to the data sharer private key to obtain the secret value m;
  • Step 108 The data points: the encrypted data is decrypted according to the secret value m to obtain the shared data.
  • the data owner first establishes a proxy relationship with the data sharer, and the data distribution system needs to update the upper layer key of the shared data according to the proxy relationship, so that the encryption link of the entire shared data is actually It is the participation of data owners, data distribution systems and data sharers to eliminate shared data leakage caused by one party's mistakes.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a data protection method according to another embodiment of the present invention.
  • the data protection method provided by another embodiment of the present invention includes:
  • Step 201 The data owner establishes a proxy relationship with the data sharer to obtain an agent relationship / ⁇ .
  • Step 202 The data owner sends proxy relationship information and the proxy relationship to the data distribution system, where the proxy relationship information includes determining an agent relationship between the data owner and the data sharer. information.
  • the data owner establishes a proxy relationship with the data sharer private key, and obtains the agent relationship type, including:
  • the data owner obtains two random numbers ( ⁇ 1, ⁇ 2 ) through the random number generator, and takes "2" as the data owner private key, that is, ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ;), and
  • the preset parameters g and Z are respectively derived from two cyclic groups of order n, G 2 .
  • the generating element of the generating element is g
  • the generating element is A
  • the bilinear mapping can pass several algorithms existing in the industry. Implementations, such as the miller algorithm, are not mentioned here.
  • the Z value in the data owner's public key can be obtained from ⁇ .
  • Step 2012 The data owner obtains the data sharer public key, and determines the agent relationship according to the data sharer public key P and the data owner private key S ⁇ A 2 )
  • the data owner When the data owner establishes a proxy relationship with the data sharer, the data owner receives the data sharer To the data sharer public key, used to generate the proxy relationship.
  • the data sharer public key and the private key are generated in the data sharer in a similar manner to the data owner, and the data sharer private key is also obtained through the random number generator.
  • the data protection method provided by the embodiment of the present invention further includes:
  • Step 203 The data owner encrypts the shared data by the secret value m and passes the data owner public key.
  • k is a random integer. Further, if the security of the secret value m is taken into consideration, k may not be set to 0;
  • the generation of the key m can be implemented by the following steps: You can obtain a / by the random number generator, calculate the value of ⁇ , and then hash the ⁇ , and use the result of the hash as The key m value.
  • Step 204 The data owner generates security data according to the upper layer key, the shared data, and access control information used to record the data sharer corresponding to the data to be shared, and sends the security data to the Data distribution system.
  • FIG. 5 is a data structure diagram encrypted by the data owner.
  • the data encrypted by the data owner includes shared data, upper layer keys, and access control information.
  • the access control information includes a data part that has established a proxy relationship with the data owner, and data information required by other applications may also be included in the security data, and is not shown in FIG. 5.
  • the data sharer wants to obtain the shared data in the data encrypted by the data owner, it must first crack the upper layer key according to the proxy relationship, and then obtain the secret value m, and then obtain the stated value according to the secret value m. Share data.
  • This data distribution method includes:
  • Step 500 The data distribution system updates the proxy relationship table of the data owner according to the proxy relationship information, and establishes a mapping relationship between the proxy relationship and the data sharer.
  • the data distribution system after receiving the encrypted shared data and the upper layer key, the data distribution system searches the proxy relationship table according to the access control information, and confirms the data owner and the An agent relationship between data sharers, when the data distribution system confirms information determining the agent relationship between the data owner and the data sharer, the data distribution system obtains the agent corresponding to the data sharer Relational / ⁇
  • the data distribution system obtains data sharer information that the data owner wishes to share data based on the access control information, and obtains an agent relationship generated between the corresponding data sharer and the data owner. If the data distribution system does not find the proxy relationship, the data distribution system sends the data sharer's public key to the data owner to cause the data owner to generate a corresponding proxy relationship.
  • Step 503 The data distribution system shares the security data of the upper layer key updated to the data sharer.
  • the data sharer decrypts the security data according to its own private key:
  • Step 601 The data sharer decrypts the upper layer key in the security data by using the data sharer private key ⁇ to obtain the secret value m;
  • Step 602 The data sharer obtains the data to be shared from the security data according to the secret value m.
  • the data sharer decrypts the updated upper layer key c' ⁇ Z 2 , ⁇ ⁇ ) according to the data sharer private key ⁇ ⁇ , ⁇ ) to obtain the secret value m, that is,
  • the data sharer obtains the correct secret value 11, and can obtain the data shared by the data owner based on the secret value m.
  • the embodiment of the present invention further provides a data protection method, in which a data owner and a data sharer establish a plurality of agent relationships, and distribute the agent relationship to multiple data distribution systems.
  • the data sharer needs to integrate the updated upper-layer keys sent by all data distribution systems in order to decrypt normally.
  • a data protection method for a multiple data distribution system includes:
  • Step 801 The data owner and the data sharer generate a plurality of agent relationships, and the data owner sends the plurality of agent relationships to the plurality of data distribution systems respectively;
  • the plurality of agent relationships correspond to a plurality of data distribution systems participating in data sharing.
  • the data owner and the data sharer's key and public key are generated in the same manner as described above, and are not mentioned here.
  • ⁇ 5 ⁇ , where ⁇ is the number of the plurality of data distribution systems.
  • Step 802 The data owner generates a secret value m of the shared data, encrypts the secret value m to obtain an upper layer key, and sends the shared data and the upper layer key to the plurality of data distribution systems.
  • the generation of the secret value m and the generation of the upper layer key in this step may adopt the same or similar methods as those described in the previous two embodiments, and will not be described here.
  • Step 803 The plurality of data sharing systems respectively update the upper layer key according to the multiple agent relationship manners to obtain a plurality of updated upper layer keys.
  • the i-th data distribution system is based on
  • c ⁇ g ⁇ ⁇ is updated to obtain the updated upper layer key ⁇ 'êt, / ' ⁇ )*) of the i th data distribution system.
  • Step 804 The data sharer obtains a plurality of updated upper layers from the plurality of data distribution systems a key, the data sharer obtains a combined key according to the plurality of upper layer keys, and decrypts the secret value m from the combined key.
  • the data sharer can decrypt the shared data according to the secret value.
  • the agent relationship between the data owner and the data sharer is separately saved to multiple data distribution systems, and the data sharer must update the updated upper layer according to all data distribution systems.
  • the key can be decrypted to obtain the secret value m, thereby further improving the security of data encryption on the existing basis.
  • the data sharing system provided by the embodiment of the present invention includes a data owner 10, a data distribution system 20, and a data sharer 30.
  • the data owner 10 includes: an agent relationship establishing module 12, a key generation module 14, and a shared data transmitting module 16.
  • the agent relationship establishing module 12 is configured to establish a proxy relationship with the data sharer 10, generate an agent relationship according to the data owner private key and the data sharer public key, and send the agent relationship information and the information to the data distribution system.
  • the agent relationship information wherein the agent relationship information includes information for determining an agent relationship between the data owner and the data sharer.
  • the data owner public key, the data private user private key, the data sharer public key, and the data sharer private key may be generated by using the same or similar data protection method as the embodiment of the present invention. The method will not be described here.
  • the generation of the data owner public key and the data owner private key may be generated by the agent relationship establishing module, or may be performed by other modules, such as a special key generation module.
  • the generation of the proxy relationship may be selected from the data protection methods provided by the embodiments of the present invention according to the number of data distribution systems.
  • the key generation module 14 is configured to generate a secret value m of the shared data, encrypt the shared data by the secret value m, and encrypt the secret value m by the data owner public key to obtain an upper layer key.
  • the method for generating the same value or the same as the data protection method provided by the embodiment of the present invention may be omitted.
  • the shared data transmitting module 16 is configured to transmit the encrypted shared data and the upper layer key to the data distribution system 20.
  • the data distribution system 20 includes a receiving module 22, an agent relationship maintenance module 23, an upper layer key update module 24, and a shared data distribution module 26.
  • the receiving module 22 is configured to obtain the proxy relationship information, the proxy relationship, the encrypted shared data, and the upper layer key from the data owner 10.
  • the agent relationship maintenance module 23 is configured to update the agent relationship table of the data owner according to the agent relationship information, establish a mapping relationship between the agent relationship and the data sharer, and receive when the receiving module receives And the proxy relationship maintenance module is further configured to: find the proxy relationship table and confirm an agent relationship between the data owner and the data sharer, and After confirming the information of the agent relationship between the data owner and the data sharer, obtaining the agent relationship rk A ⁇ B corresponding to the data sharer;
  • the upper layer key update module 24 is configured to update the upper layer key according to the proxy relationship generated by the data owner 10 to obtain an updated upper layer key.
  • the update of the upper layer key may adopt the same or similar method as the data protection method provided by the embodiment of the present invention.
  • the data owner 10 distributes the shared data to the data sharer 30 through the plurality of data distribution systems 20, the i-th data distribution system
  • the distribution module 26 is configured to send the shared data and the updated upper layer key to the data sharer.
  • the data sharer 30 includes an acquisition module 32, and a decryption module 34.
  • the obtaining module 32 is configured to receive the shared data and the updated upper layer key from the data distribution system 20.
  • the decryption module 34 is configured to decrypt the updated upper layer key according to the data sharer private key to obtain the secret value m.
  • the data sharer also includes a sharer key generation module for generating a data sharer public key and a data sharer private key.
  • the method for generating may refer to the corresponding method provided in the data protection method of the embodiment of the present invention.
  • the data owner of the data sharing system further includes a key update module, configured to update the data owner private key and the data owner public key.
  • the present invention can be implemented by means of software plus a necessary general hardware platform, and of course, can also be through hardware, but in many cases, the former is a better implementation. the way.
  • the technical solution of the present invention which is essential or contributes to the prior art, may be embodied in the form of a software product, which may be stored in a storage medium such as ROm/RAm, a disk. , an optical disk, etc., includes instructions for causing a computer device (which may be a personal computer, server, or network device, etc.) to perform the methods described in various embodiments of the present invention or portions of the embodiments.

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Description

一种数据共享***、 数据分发***以及数据保护方法 技术领域
本发明涉及数据共享技术， 特别涉及一种共享数据加密的数据共享方法和 ***。 背景技术
近年来数据中心和云计算技术得到了很大的发展， 和传统的计算模式相比， 云计算在可靠性、 可扩展性等方面拥有无可比拟的优势。 越来越多的企业和个 人选择将自己的数据存放在云计算网络的存储***中。 于此同时， 数据中心和 云计算技术的应用也带来了新的挑战， 主要是数据的拥有者和数据的管理者不 再是同一方， 企业或者个人作为数据的拥有者将数据存放在云计算网络的存储 ***中， 而云计算网络则成为数据的管理者。 一方面用户 （数据的拥有者）希 望利用云计算网络的计算、 存储、 通信能力来完成很多工作， 另外一方面用户 又不完全信任云计算网络， 因此， 如何保护数据拥有者的数据不被非法获得， 一直是业界努力的方向。 发明内容
本发明实施例提供一种数据保护方法， 其包括数据拥有者与数据分享者建立 代理关系， 根据数据拥有者私钥 ^ A；)和数据分享者公钥 PkB = (PB1 , PB2 成代理关系式 rkA→B； 所述数据拥有者向所述数据分发***发送代理关系信息以 及所述代理关系式/ ^→s， 其中， 所述代理关系信息包括所述数据拥有者和数据 分享者之间确定代理关系的信息； 所述数据分发***根据所述代理关系信息更 新所述数据拥有者的代理关系表， 建立所述代理关系式 rt^→s与数据分享者之间 的映射关系； 所述数据拥有者生成共享数据的密值 m， 通过密值 m将共享数据 加密；所述数据拥有者通过数据拥有者公钥 = ( , 2)对所述密值 m进行加密 得到上层密钥； 所述数据拥有者将经过密值 m加密后的所述共享数据以及所述 上层密钥发送至所述数据分发***； 所述数据分发***接收所述加密后的共享 数据以及所述上层密钥后， 查找所述代理关系表并确认所述数据拥有者和所述 数据分享者之间的代理关系， 当所述数据分发***确认所述数据拥有者和数据 分享者之间确定代理关系的信息时， 所述数据分发***获得所述数据分享者对 应的所述代理关系式 rkA→B； 所述数据分发***根据所述代理关系式 A→B对所述 上层密钥进行更新， 得到更新后的上层密钥； 所述数据分发***将加密后的所 述共享数据以及所述更新后的上层密钥发送给所述数据分享者； 所述数据分享 者根据数据分享者私钥 ^ ^^解密所述更新后的上层密钥， 得到所述密值 m; 所述数据分享者根据所述密值 m对加密后的所述共享数据进行解密， 得到 所述共享数据。
本发明实施例还提供了相应的数据共享***， 其包括数据拥有者、 数据分 发***、 以及数据分享者， 所述数据拥有者通过所述数据分发***将共享数据 分发给所述数据分享者， 所述数据拥有者包括代理关系建立模块、 密钥生成模 块、 以及共享数据发送模块， 所述数据分发***包括接收模块、 代理关系维护 模块、 上层密钥更新模块、 以及共享数据分发模块， 所述数据分享者包括获得 模块、 以及解密模块， 其中， 所述代理关系建立模块用于与所述数据分享者建 立代理关系， 根据所述数据拥有者私钥 ^^ ^, ^和数据分享者公钥 生成代理关系式 rkA→B，以及向所述数据分发***发送代理关系信息 以及所述代理关系式 ， 其中， 所述代理关系信息包括所述数据拥有者和数 据分享者之间确定代理关系的信息； 所述密钥生成模块用于生成共享数据的密 值11， 通过所述密值 m将所述共享数据加密， 以及通过数据拥有者公钥 ;^ = ( ,/^)对所述密值 m进行加密得到上层密钥； 所述共享数据发送模块用于 将加密后的所述共享数据以及所述上层密钥发送至所述数据分发***； 所述接 收模块用于自所述数据拥有者获得所述代理关系信息、 所述代理关系式、 经加 密后的所述共享数据、 以及所述上层密钥； 所述代理关系维护模块用于根据所 述代理关系信息更新所述数据拥有者的代理关系表， 建立所述代理关系式 rkA→B 与数据分享者之间的映射关系， 以及当所述接收模块接收到所述加密后的共享 数据以及所述上层密钥时， 所述代理关系维护模块还用于查找所述代理关系表 并确认所述数据拥有者和所述数据分享者之间的代理关系， 并且在确认所述数 据拥有者和数据分享者之间确定代理关系的信息之后， 获得所述数据分享者对 应的所述代理关系式 r →s ; 上层密钥更新模块， 用于根据所述代理关系式对所 述上层密钥进行更新， 得到更新后的上层密钥； 分发模块用于将所述共享数据 以及所述更新后的上层密钥发送给数据分享者； 所述获得模块用于自所述数据 分发***接收共享数据和所述更新后的上层密钥； 所述解密模块用于根据数据 分享者私钥 ^^ = ( 1, 2)解密所述更新后的上层密钥， 得到所述密值 m。
本发明实施例还提供一种数据分发***，包括接收模块、代理关系维护模块、 上层密钥更新模块、 以及共享数据分发模块。 所述接收模块用于自数据拥有者 处获得与所述数据拥有者建立代理关系的数据分享者信息、 由数据拥有者密钥 和数据分享者密钥共同生成的代理关系式、 经过数据拥有者采用密值 m加密后 的共享数据、 以及所述共享数据的上层密钥， 其中， 所述上层密钥为数据拥有 者通过数据拥有者密钥对所述密值 m加密生成。 所述代理关系维护模块用于根 据所述数据分向者信息建立和维护代理关系表， 在接收到所述加密后的共享数 据以及所述上层密钥时， 查找所述代理关系表确认与所述数据拥有者建立代理 关系的数据分享者， 并获得所述由数据拥有者密钥和数据分享者密钥共同生成 的代理关系式。 上层密钥更新模块用于根据所述代理关系式对所述上层密钥进 行更新， 得到更新后的上层密钥， 以使得数据分享者可以根据数据分享者密钥 对所述更新后的上层密钥进行解密得到所述密值 m。 分发模块用于将所述共享 数据以及所述更新后的上层密钥发送给数据分享者。 本发明实施例还提供一种 数据保护方法， 其包括： 数据分发***接收所述数据拥有者发送的代理关系信 息以及代理关系式 /^， 其中， 数据拥有者与数据分享者建立了代理关系， 所述 代理关系信息包括所述数据拥有者和数据分享者之间确定代理关系的信息， 所 述代理关系式是根据数据拥有者私钥 skA和数据分享者公钥 pkB生成的； 所述数 据分发***根据所述代理关系信息更新所述数据拥有者的代理关系表， 建立所 述代理关系式 与数据分享者之间的映射关系， 其中， 所述代理关系表用于记 录与所述数据拥有者建立代理关系的数据分享者的信息； 所述数据分发***接 收所述数据拥有者发送的共享数据以及上层密钥， 所述共享数据由所述数据拥 有者生成的共享数据的密值 m加密， 所述上层密钥由所述数据拥有者通过数据 有者公钥 pkA对所述密值 m进行加密得到；所述数据分发***接收所述加密后的 共享数据以及所述上层密钥后， 查找所述代理关系表并确认所述数据拥有者和 所述数据分享者之间的代理关系， 当所述数据分发***确认所述数据拥有者和 数据分享者之间建立有代理关系时， 所述数据分发***获得所述数据分享者对 应的所述代理关系式 fAB；所述数据分发***根据所述代理关系式 对所述上层 密钥进行更新， 得到更新后的上层密钥； 所述数据分发***将加密后的所述共 享数据以及所述更新后的上层密钥发送给所述数据分享者， 以使所述数据分享 者根据数据分享者私钥^ ^解密所述更新后的上层密钥， 得到所述密值 m， 进而 使得所述数据分享者根据所述密值 m对加密后的所述共享数据进行解密， 得到 所述共享数据。
本发明实施例还提供一种数据共享***， 其包括多个数据分发***， 其中， 所述多个数据分发***中的每一个均用于记录数据拥有者和数据分享者间建立 的代理关系， 并且所述数据分发***中的每一个均维护有与所述代理关系对应 的代理关系式， 所述代理关系式为所述数据拥有者的数据拥有者密钥和所述数 据分享者的数据分享者密钥共同生成， 当所述多个数据分发***接收数据拥有 者发送的共享数据， 以及数据拥有者通过数据拥有者密钥对所述共享数据的密 值 m进行加密得到的上层密钥时， 所述多个数据分发***中的每一个根据其各 自维护的所述代理关系式对所述上层密钥进行更新， 然后分别将更新后的上层 密钥发送给所述数据分享者， 以使得所述数据分享者可以通过将所述多个数据 分发***发送的多个更新后的上层密钥进行组合并解密得到所述密值 m。
采用本发明实施例所提供的数据保护方法， 由数据拥有者与数据分享者先 建立代理关系， 而数据分发***需要根据代理关系更新共享数据的上层密钥， 从而整个共享数据的加密环节实际上是由数据拥有者、 数据分发***和数据分 享者三方共同参与， 杜绝了由于一方错误导致的共享数据泄漏。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅 是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动 性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1所示为本发明实施例的数据共享***的总体架构图。
图 2所示为本发明实施例提供的数据保护方法的示意图。
图 3、 图 4、 图 6、 图 7和图 8为本发明又一实施例提供的数据保护方法的 示意图。
图 5 所示为采用本发明实施例所提供的数据保护方法加密后的共享数据的 结构示意图。 图 9所示为本发明实施例提供的数据共享***的示意图。 具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅是本发明一部分实施例， 而不是全 部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明实施例所提供的数据共享方法用于帮助数据拥有者安全的将共享数 据发送给与数据拥有者建立了代理关系的数据分享者， 其包括三个主要的步骤， 分别为数据拥有者对共享数据进行加密的数据保护方法， 数据分发***接收到 数据拥有者发送的加密后的数据后将数据共享给数据分享者的数据分发方法， 以及数据分享者获取加密后的数据进行解密得到共享数据的数据解密方法。 统的架构图。 其中， 所述数据共享***包括数据拥有者、 数据分发***、 以及 数据分享者。 当数据拥有者希望将数据上传到数据分发***中， 以供数据分享 者获取时， 请参照图 2， 本发明实施例所提供的数据保护方法包括：
步骤 101 : 数据拥有者与数据分享者建立代理关系， 生成代理关系式； 步骤 102:数据拥有者生成共享数据的密值 m，通过密值 m将共享数据加密； 步骤 103: 数据拥有者通过数据拥有者公钥对所述密值 m进行加密得到上层 密钥;
步骤 104: 数据拥有者将加密后的所述共享数据以及所述上层密钥发送至所 述数据分享***；
步骤 105: 数据分 r-***根据所述代理关系式对所述上层密钥进行更新， 得 到更新后的上层密钥；
步骤 106: 数据分 -***将加密后的所述共享数据以及所述更新后的上层密 钥发送给所述数据分享者；
步骤 107: 数据分 者才艮据数据分享者私钥解密所述上层密钥， 得到所述密 值 m;
步骤 108: 数据分 ：者根据所述密值 m对加密后的所述共享数据进行解密， 得到所述共享数据。 采用本发明实施例所提供的数据保护方法， 由数据拥有者与数据分享者先建 立代理关系， 而数据分发***需要根据代理关系更新共享数据的上层密钥， 从 而整个共享数据的加密环节实际上是由数据拥有者、 数据分发***和数据分享 者三方共同参与， 杜绝了由于一方错误导致的共享数据泄漏。
图 3所示为本发明又一实施例提供的数据保护方法的示意图， 本发明又一实 施例提供的数据保护方法包括：
步骤 201 : 数据拥有者与数据分享者建立代理关系， 得到代理关系式 /^。 步骤 202: 所述数据拥有者向所述数据分发***发送代理关系信息以及所述 代理关系式 /^， 其中， 所述代理关系信息包括所述数据拥有者和数据分享者之 间确定代理关系的信息。
请参照图 4， 所述数据拥有者与数据分享者私钥建立代理关系， 得到代理关 系式^包括：
步骤 2011 : 数据拥有者生成数据拥有者私钥 =0^A2；)， 以及数据拥有者 公钥≠A = (PA1，PA2)。
需要说明的是， 在本发明中， 类似于 = 这样的表现形式是指， 数 据拥有者公钥 ^中包括至少由括号中的信息， 也就是 和 ^， 组成的信息序 歹 |J， 而也可能包含其他的信息序列。
在本发明实施例中， 数据拥有者通过随机数生成器得到两个随机数 (β1，β2 )， 将 ，"2 )作为数据拥有者私钥， 即^ ^ ^，^；)， 以及根据预设参数 g和 Ζ得到数 据拥有者公钥 pkA = (PM , PA2) = (Za g^ )。
其中， 在本发明实施例中， 预设参数 g和 Z分别来自两个阶为 n 的循环群 ，G2。 其中， 的生成元为 g， 的生成元为 A， 且 可以通过双线性映射 G Gi → G2得到，在本发明实施例中，所述双线性映射可以通过业界已有的几 种算法实现， 比如 miller算法， 在此不进行赞述。 而数据拥有者公钥中的 Z值 则可以通过 二^ ^从^中取得。
步骤 2012: 数据拥有者获取数据分享者公钥 ， 并根据所述数据 分享者公钥 P ， 以及数据拥有者私钥 S ^ A2)确定代理关系式^， 即
(^¾2 ) 。
数据拥有者与数据分享者间建立代理关系时， 数据拥有者自数据分享者处得 到数据分享者公钥， 用于生成代理关系式。
在本发明实施例中， 数据分享者公钥和私钥在数据分享者中的生成方式与数 据拥有者类似， 也是通过随机数生成器得到数据分享者私钥
S k = { «§ , ^ ，然后根据从同样的循环群 G1，G2中获得的 Z和 g来得到数据 分享者公钥^^ =( ， ）。 从而代理关系式^则应该为
= 2) 1
Figure imgf000009_0001
=g。1
步骤 2013 : 数据拥有者将所述代理关系式 r^→£ = (Ρ£2 1发送至所述数据分发 ***中。
请再参照图 3， 本发明实施例提供的数据保护方法还包括：
步骤 203: 数据拥有者将共享数据通过密值 m进行加密， 并通过数据拥有者 公钥
Figure imgf000009_0002
) , 其 中， k为随机数， 当然考虑到运算的简易型， 在本发明实施例中， k为随机整数， 进一步的， 如果考虑到密值 m的安全性， 可以设定 k不为 0;
代入 PA1的值可以得到 c = (gk, mZa'k)。
在本发明实施例中，所述密钥 m的生成可以通过以下步骤实现： 可以通过随 机数生成器得到一个 /， 计算 ^的值， 然后再对 ^作哈希， 并将哈希的结果作为 所述密钥 m值。
步骤 204: 数据拥有者根据所述上层秘钥、 所述共享数据、 以及用于记录所 述待分享数据所对应的数据分享者的访问控制信息， 生成安全数据， 并将所述 安全数据发送至数据分发***。
在这里请参照图 5， 图 5为经过数据拥有者加密后的数据结构图。 从图中可 以看到， 数据拥有者加密后的数据包括共享数据、 上层密钥、 以及访问控制信 息。 其中， 所述访问控制信息中包括已经与数据拥有者建立代理关系的数据分 部分， 而其他应用需要的数据信息也可以被包含在所述安全数据中， 而并未在 图 5中显示。
数据分享者如果要获得数据拥有者加密后的数据中的共享数据， 其必须先根 据代理关系式破解上层密钥， 然后才能获得所述密值 m， 然后根据所述密值 m 来获得所述共享数据。
请参照图 6， 当数据分发***接收到所述安全数据后， 将根据数据分享者和 数据拥有者之间的代理关系， 将安全数据分发给数据分享者， 这一数据分发方 法包括：
步骤 500: 所述数据分发***根据所述代理关系信息更新所述数据拥有者的 代理关系表， 建立所述代理关系式 与数据分享者之间的映射关系。
步骤 501: 数据分发***获得数据拥有者发送的安全数据后， 根据所述安全 数据中所包括的访问控制信息， 获得代理关系式/ ={PB2†1。
在本发明实施例中， 所述数据分发***接收所述加密后的共享数据以及所述 上层密钥后， 根据所述访问控制信息查找所述代理关系表并确认所述数据拥有 者和所述数据分享者之间的代理关系， 当所述数据分发***确认所述数据拥有 者和数据分享者之间确定代理关系的信息时， 所述数据分发***获得所述数据 分享者对应的所述代理关系式/^
数据分发***根据访问控制信息获得数据拥有者希望分享数据的数据分享 者信息， 并获得相应的数据分享者和数据拥有者之间生成的代理关系式。 如果 数据分发***没有找到所述代理关系式， 则所述数据分发***将所述数据分享 者的公钥发送给所述数据拥有者， 以使得数据拥有者生成相应的代理关系式。
步骤 502: 数据分发***根据^和上层密钥 c = (g m ^)， 从 G2循环群中 获得代理变换值 ^，/^)， 并根据所述代理变换值 ^， ）更新所述上层密钥 c = {gk,m(PAl†)， 以得到更新后的上层密钥 c'^g*,/^),^ ^*)
在本发明实施例中， 从而， ^， )= ^， )， 由于 e: Gi x Gi→ G2 , ^为^的生成元， 所以可以得到， gk,ga Zkab 从而， 更新后 的上层密钥 ' = (Ζ ( ^))。
步骤 503: 数据分发***将更新了所述上层密钥的安全数据共享给所述数据 分享者。
请参照图 7， 数据分享者从数据分发***获得安全数据后， 数据分享者根据 自身的私钥对所述安全数据进行解密的解密方法包括：
步骤 601:数据分享者通过数据分享者私钥 ^ ^对安全数据中的上层密钥进行 解密， 得到密值 m;
步骤 602: 数据分享者根据所述密值 m从所述安全数据中获得所述待分享的 数据。
在本发明实施例中， 数据分享者根据数据分享者私钥 ^ ^ ,^Χ^Α)对 更新后的上层密钥 c'^Z 2,^ ^) )进行解密得到密值 m， 即 者
Figure imgf000011_0001
从而， 由于 = Ζαι， SB2 = b2 , 数据分享者得到了正确的密值11， 并可根据所 述密值 m获得数据拥有者共享的数据。
为了更进一步的提高安全系数， 本发明实施例还提供一种数据保护方法， 其 中， 数据拥有者和数据分享者建立多个代理关系式， 并将所述代理关系式分发 至多个数据分发***， 而数据分享者则需要对所有数据分发***发送的更新后 的上层密钥进行整合， 这样才能正常解密。
请参照图 8， 本发明实施例所提供的针对多数据分发***的数据保护方法， 包括:
步骤 801 : 数据拥有者与数据分享者生成多个代理关系式， 数据拥有者将所 述多个代理关系式分别发送至多个数据分发***；
其中， 所述多个代理关系式与参与数据共享的多个数据分发***——对应。 具体的， 数据拥有者和数据分享者的密钥和公钥的生成方式与前文所述相 同， 在这里不再进行赞述。 需要注意的是， 在这里数据拥有者与数据分享者建 立代理关系， 并根据 W=^2； r生成代理关系式， 其中， w为对应第 i个数 据分发***的代理关系式， 即 fAB w将被发送给第 i个数据分发***。
∑ ^ = 5ΑΙ , 其中， Τ为所述多个数据分发***的数量。
步骤 802: 数据拥有者生成共享数据的密值 m， 对所述密值 m进行加密得到 上层密钥， 并将所述共享数据和所述上层密钥发送至所述多个数据分发***。
本步骤中密值 m 的生成和上层密钥的生成可以采用与之前两个实施例中所 述的相同或相似的方法， 在这里不再进行赞述。
步骤 803: 多个数据分享***分别根据所述多个代理关系式对所述上层密钥 进行更新， 得到多个更新后的上层密钥；
在本发明实施例中， 第 i 个数据分发***根据
Figure imgf000011_0002
c ^g^^ ^ )进行更新， 得到第 i 个数据分发***的更新后的上层密钥 ς '„，/ '·Χ )*)。
步骤 804: 数据分享者从所述多个数据分发***中获得多个更新后的上层密 钥， 数据分享者根据所述多个上层密钥得到组合密钥， 并从所述组合密钥中解 密得到密值 m。
在本发明实施例中， 组合密钥为¾合'=(] (^, (0)^( )， 其中 T为所 述多个数据分发***的数目，
Figure imgf000012_0001
在实际应用中可以看到， Λ^·) = (Ρ£2;θ e(gk , fAB (i)) = e(gk, g^ ) = Zk^ , 所 以， ς. - (Ζ¾Λ ,Λ'Ζ^) °相应的，
ΓΟ ， / '·))
Figure imgf000012_0002
从而可以得到，
_ m(zkai 从而数据分享者可以根据密值对共享数据进行解密。
采用本发明实施例所提供的数据保护方法， 数据拥有者和数据分享者的代理 关系被分别保存到多个数据分发***中， 而数据分享者必须根据所有数据分发 ***发送的更新后的上层密钥才能解密得到密值 m， 从而在已有的基础上更进 一步的提高了数据加密的安全性。 数据保护方法的数据共享***的示意图。 本发明实施例所提供的数据共享***， 包括数据拥有者 10、 数据分发*** 20、 数据分享者 30。
所述数据拥有者 10包括： 代理关系建立模块 12、 密钥生成模块 14、 以及共 享数据发送模块 16。
所述代理关系建立模块 12用于与所述数据分享者 10建立代理关系， 根据数 据拥有者私钥和数据分享者公钥生成代理关系式， 以及向所述数据分发***发 送代理关系信息以及所述代理关系式 ^， 其中， 所述代理关系信息包括所述数 据拥有者和数据分享者之间确定代理关系的信息。
在本发明实施例中， 数据拥有者公钥、 数据私有者私钥、 数据分享者公钥、 数据分享者私钥的生成， 可以采用与本发明实施例所提供的数据保护方法相同 或相似的方法， 在此不再赘述。 数据拥有者公钥和数据拥有者私钥的生成可以 由所述代理关系建立模块生成， 也可以由其他的模块， 比如一个专门的密钥生 成模块来进行。 至于代理关系式的生成则可以根据数据分发***的数量， 从本发明实施例所 提供的数据保护方法中选择。 具体的， 当本发明实施例所提供的数据分发*** 中， 如果数据拥有者仅通过一个数据分发***向数据分享者提供共享数据， 则 所述代理关系式可以根据 fM = (pB2 )s-得到，而如果数据拥有者通过多个数据分发 ***向数据分享者提供共享数据， 则所述数据拥有者针对每一个数据分发*** 生成代理关系式 Λ^) = 2;Τ， 其中， W表示第 i个数据分发***对应的代理 关系式， ∑^ = ， τ为所述多个数据分发***的数量。
密钥生成模块 14用于生成共享数据的密值 m， 通过所述密值 m将所述共享 数据加密， 以及通过数据拥有者公钥对所述密值 m进行加密得到上层密钥。
其中，密值 m和上层密钥的生成可以参用与本发明实施例所提供的数据保护 方法中相同或相似的方法， 在这里不再赘述。
共享数据发送模块 16用于将加密后的所述共享数据以及所述上层密钥发送 至所述数据分发*** 20。
数据分发*** 20包括接收模块 22、 代理关系维护模块 23、 上层密钥更新模 块 24、 以及共享数据分发模块 26。
所述接收模块 22用于自所述数据拥有者 10获得所述代理关系信息、 所述代 理关系式、 经加密后的所述共享数据、 以及所述上层密钥。
所述代理关系维护模块 23 用于根据所述代理关系信息更新所述数据拥有者 的代理关系表， 建立所述代理关系式 与数据分享者之间的映射关系， 以及当 所述接收模块接收到所述加密后的共享数据以及所述上层密钥时， 所述代理关 系维护模块还用于查找所述代理关系表并确认所述数据拥有者和所述数据分享 者之间的代理关系， 并且在确认所述数据拥有者和数据分享者之间确定代理关 系的信息之后， 获得所述数据分享者对应的所述代理关系式 rkA→B；
上层密钥更新模块 24用于根据所述数据拥有者 10生成的代理关系式对所述 上层密钥进行更新， 得到更新后的上层密钥。
在本发明实施例中， 所述上层密钥的更新可以采用与本发明实施例所提供的 数据保护方法中相同或相似的方法。 具体的， 如果数据拥有者 10仅通过一个数 据分发*** 20向数据分享者 30分发共享数据， 则上层密钥更新模块 24根据代 理关系式/^和上层密钥 c = ( ， 从 G2 循环群中获得代理变换值 e(gk ,fAB〕， 并且根据所述代理变换值 更新所述上层密钥 = (^,«( ^) )， 以得到更新后的上层密钥 c'^^,/^),^ ^*); 如果数据拥有者 10通过多个数 据分发*** 20向数据分享者 30分发共享数据，则第 i个数据分发***通过上层 密钥更新模块 24，根据 W = ^2;r对上层密钥 c^g^m^ )进行更新，得到第 i个数据分发***的更新后的上层密钥 c, ' = (e(gk,fAB ( m^ )。
分发模块 26用于将共享数据以及更新后的上层密钥发送给数据分享者。 数据分享者 30包括获得模块 32、 以及解密模块 34。
所述获得模块 32用于自所述数据分发*** 20接收共享数据和所述更新后的 上层密钥。
所述解密模块 34用于根据数据分享者私钥解密所述更新后的上层密钥， 得 到所述密值 m。 中涉及的方法相同或类似的方法。 具体的， 当数据拥有者 10通过一个数据分发 *** 20向数据分享者 30分发共享数据， 则数据分享者根据数据分享者私钥 skB = (Sm,SB2)， 以及公式 m = m(PAi) ) 求得 m; 当数据拥有者 10通过多个数据分发*** 20向数据分享 e(gk,fAB)
者 30分发共享数据， 则数据分享者自多个数据分发*** 20中接收所述更新后 的上层密钥 ， 然后根据所述更新后的上层密钥得到组合密钥 ' = e (S Λ ) i , 」， 然后根据所述组合密钥计算获得密值 m
Figure imgf000014_0001
当然所述数据分享者也包括分享者密钥生成模块， 用于生成数据分享者公钥 和数据分享者私钥， 生成的方法可以参照本发明实施例的数据保护方法中所提 供相应方法。
更进一步的， 本发明实施例所提供数据共享***的数据拥有者还包括密钥更 新模块， 用于更新数据拥有者私钥、 数据拥有者公钥。 具体的， 密钥更新模块 生成第二数据拥有者私钥^ 4 ^ ，^)和第二数据拥有者公钥 P '«，A2';>，并 计算更新系数 =^'/^， 所述密钥更新模块还用于将所述更新系数 = S^ 'SA 2 = 发送给所述数据分发***。 相应的数据分发***包括密钥 更新响应模块， 用于根据所述更新系数得到新的代理关系式， 即 ' 或 者， = 在收到共享数据和上层密钥后， 数据分发***就可以根据 新的代理关系式对上层密钥进行更新。
通过以上的实施方式的描述， 本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可 借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现， 当然也可以通过硬件， 但很多 情况下前者是更佳的实施方式。 基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或 者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软 件产品可以存储在存储介质中， 如 ROm/RAm、 磁碟、 光盘等， 包括若干指令用 以使得一台计算机设备（可以是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等）执行 本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种数据保护方法， 其特征在于， 包括：
数据拥有者与数据分享者建立代理关系， 根据数据拥有者私钥 和数据分 享者公钥 pkB生成代理关系式 fAB；
所述数据拥有者向数据分发***发送代理关系信息以及所述代理关系式 fAB， 其中， 所述代理关系信息包括所述数据拥有者和数据分享者之间确定代理关系 的信息；
所述数据分发***根据所述代理关系信息更新所述数据拥有者的代理关系 表， 建立所述代理关系式 ^与数据分享者之间的映射关系， 其中， 所述代理关 系表用于记录与所述数据拥有者建立代理关系的数据分享者的信息；
所述数据拥有者生成共享数据的密值 m， 通过密值 m将共享数据加密； 所述数据拥有者通过数据拥有者公钥 对所述密值 m进行加密得到上层密 钥；
所述数据拥有者将经过密值 m加密后的所述共享数据以及所述上层密钥发 送至所述数据分发***；
所述数据分发***接收所述加密后的共享数据以及所述上层密钥后， 查找所 述代理关系表并确认所述数据拥有者和所述数据分享者之间的代理关系， 当所 述数据分发***确认所述数据拥有者和数据分享者之间建立有代理关系时， 所 述数据分发***获得所述数据分享者对应的所述代理关系式 fAB； 所述数据分发 ***根据所述代理关系式 fAB对所述上层密钥进行更新，得到更新后的上层密钥； 所述数据分发***将加密后的所述共享数据以及所述更新后的上层密钥发 送给所述数据分享者；
所述数据分享者根据数据分享者私钥^ ^解密所述更新后的上层密钥，得到所 述密值 m;
所述数据分享者根据所述密值 m对加密后的所述共享数据进行解密，得到所 述共享数据。
2、 如权利要求 1中所述的数据保护方法， 其特征在于， 所述数据拥有者私 钥 ^： ""^)， 其中， 所述1 ^和1 ^是数据拥有者私钥的两个元素， 所述数据 拥有者公钥^^ ^^2)， 其中， 和 是数据拥有者公钥的两个元素， 所述 数据分享者私钥 2)， 其中， 和 2是数据分享者私钥的两个元素， 所述数据分享者公钥 ， 2)， 其中， 和 ^是数据分享者公钥的两个元 素， 所述 ^1= ^2 = ， , = g"2 , , , ¾ ,
其中， a〖、 、 b 均为随机数， 预设参数 g为循环群 的生成元， z为循环群 G2中的一个元素， 且 <¾为 通过双线性映射得到的 : χ →G2， Z = e(g，g)。
3、 如权利要求 2中所述的数据保护方法， 其特征在于， 还包括：
所述数据拥有者与数据分享者建立代理关系， 生成代理关系式包括 (： 数据拥有者根据所述数据分享者公钥 (Pm,PB2)以及数据拥有者私钥（ Α2；) 确定代理关系式 = 2) 1。
4、 如权利要求 3中所述的数据保护方法， 其特征在于， 所述数据拥有者通 过数据拥有者公钥对所述密值 m进行加密得到上层密钥包括：
通过数据拥有者公钥 (PAl,PA2)对所述密值 m进行加密得到上层密钥 (gk,m(PAlf), 其中， k为随机数。
5、 如权利要求 4中所述的数据保护方法， 其特征在于， 所述数据分发*** 根据所述代理关系式对所述上层密钥进行更新， 得到更新后的上层密钥包括： 数据分发***根据代理关系式 rkA→B和上层密钥（g^ ^ )， 从所述 G2循环 群中获得代理变换值 e(g fAB)；
根据所述代理变换值 更新所述上层密钥（^ ( ^)， 以得到更新后 的上层密钥 ( ^， ) (^)。
6、 如权利要求 5中所述的数据保护方法， 其特征在于， 所述数据分享者根 据数据分享者私钥（^，^^解密所述更新后的上层密钥， 得到所述密值 m包括： 数 根据数据分享者私钥 ， 以及公式 = 2求得密值^
Figure imgf000017_0001
7、 如权利要求 2中所述的数据保护方法， 其特征在于，
所述数据拥有者与数据分享者建立代理关系， 生成代理关系式， 所述数据 拥有者将所述代理关系式发送给数据分发***包括：
所述数据拥有者与数据分享者建立代理关系， 生成多个代理关系式， 所述 数据拥有者将所述多个代理关系式中的每个关系式分别发送给多个数据分发系 统中对应的数据分发***，
所述数据分发***根据所述代理关系式对所述上层密钥进行更新， 得到更 新后的上层密钥包括：
每个数据分发***分别根据各自接收到代理关系式对所述上层密钥进行更 新， 得到更新后的上层密钥，
所述数据分享者根据数据分享者私钥解密所述更新后的上层密钥， 得到所 述密值 m包括：
所述数据分享者根据所述多个数据分发***产生的多个更新后的上层密 钥， 得到组合密钥；
所述数据分享者根据所述组合密钥， 以及所述数据分享者私钥得到所述密 值 m。
8、 如权利要求 7中所述的数据保护方法， 其特征在于，
所述数据拥有者与数据分享者建立代理关系， 生成多个代理关系式， 所述 数据拥有者将所述多个代理关系式中的每个代理关系式分别发送给多个数据分 发***中对应的数据分发***：
所述数据拥有者与数据分享者根据数据拥有者私钥和数据分享者公钥， 根 据公式
/ '•) = (
生成与所述多个数据分享***——对应的所述多个代理关系式， 其中， W表示第 i个数据分发***对应的代理关系式， 且∑^. = ， T为所述多个数 据分发***的数量。
9、 如权利要求 8中所述的数据保护方法， 其特征在于，
所述数据拥有者通过数据拥有者公钥对所述密值 m进行加密得到上层密钥 包括：
通过所述数据拥有者公钥 对所述密值 m进行公钥加密得到上层密钥 (gk , m(PAl f ) , 其中， k为随机数。
所述多个数据分发***分别根据所述多个代理关系式对所述上层密钥进行 更新， 得到多个更新后的上层密钥包括：
第 i个数据分发***根据代理关系式 fM ( = (ΡΒ2γ对上层密钥 (gk , m (PA1† 进 行更新， 得到第 i个数据分发***的更新后的上层密钥（^^,Λ^ χρ ^)。
10、 如权利要求 7中所述的数据保护方法， 其特征在于， 所述组合密钥为 (n e sk,fAB (i))MF )， 根据所述组合密钥获得所述密值 m包括：
Figure imgf000019_0001
11、 一种数据共享***， 其特征在于， 包括数据拥有者、 数据分发***、 以及数据分享者， 所述数据拥有者通过所述数据分发***将共享数据分发给所 述数据分享者， 所述数据拥有者包括代理关系建立模块、 密钥生成模块、 以及 共享数据发送模块， 所述数据分发***包括接收模块、 代理关系维护模块、 上 层密钥更新模块、 以及共享数据分发模块， 所述数据分享者包括获得模块、 以 及解密模块， 其中，
所述代理关系建立模块用于与所述数据分享者建立代理关系， 根据所述数 据拥有者私钥 和数据分享者公钥 生成代理关系式 ^ 以及向所述数据分 发***发送代理关系信息以及所述代理关系式 /^， 其中， 所述代理关系信息包 括所述数据拥有者和数据分享者之间确定代理关系的信息；
所述密钥生成模块用于生成共享数据的密值 m， 通过所述密值 m将所述共享 数据加密， 以及通过数据拥有者公钥 对所述密值 m进行加密得到上层密钥； 所述共享数据发送模块用于将加密后的所述共享数据以及所述上层密钥发 送至所述数据分发***；
所述接收模块用于自所述数据拥有者获得所述代理关系信息、 所述代理关 系式、 经加密后的所述共享数据、 以及所述上层密钥；
所述代理关系维护模块用于根据所述代理关系信息更新所述数据拥有者的 代理关系表， 建立所述代理关系式 与数据分享者之间的映射关系， 以及当所 述接收模块接收到所述加密后的共享数据以及所述上层密钥时， 所述代理关系 维护模块还用于查找所述代理关系表并确认所述数据拥有者和所述数据分享者 之间的代理关系， 并且在确认所述数据拥有者和数据分享者之间确定建立有代 理关系时， 获得所述数据分享者对应的所述代理关系式 /^， 其中， 所述代理关 系表用于记录与所述数据拥有者建立代理关系的数据分享者的信息；
上层密钥更新模块， 用于根据所述代理关系式对所述上层密钥进行更新， 得到更新后的上层密钥；
分发模块用于将所述共享数据以及所述更新后的上层密钥发送给数据分享 者；
所述获得模块用于自所述数据分发***接收共享数据和所述更新后的上层 密钥；
所述解密模块用于根据数据分享者私钥 解密所述更新后的上层密钥， 得 到所述密值 m。
12、 如权利要求 11所述的数据共享***， 其特征在于， 所述数据拥有者私 钥 ^： ""^)， 其中， 所述1 ^和1 ^是数据拥有者私钥的两个元素， 所述数据 拥有者公钥 ^^ = (^，Ρ )， 其中， 和 是数据拥有者公钥的两个元素， 所述 数据分享者私钥 2)， 其中， 和 2是数据分享者私钥的两个元素， 所述数据分享者公钥 ， 2)， 其中， 和 ^是数据分享者公钥的两个元 素， 所述 ι = ί¾，
Figure imgf000020_0001
其中， Ωι、 a b 均为随机数， 预设参数 g为循环群 的生成元， Z为循环群 中的一个元素， 且 <¾为 通过双线性映射得到的6 ^ →G2， Z = e(g，g)。
13、 如权利要求 12所述的数据共享***， 其特征在于， 所述数据拥有者根 据 fAB = (PB2 )SAI生成所述代理关系式。
14、 如权利要求 13所述的数据共享***， 其特征在于， 所述密钥生成模块 根据所述数据拥有者公钥 (PAL, PA2)对所述密值 m进行公钥加密得到所述上层密钥
Figure imgf000020_0002
, 其中， k为随机数。
15、 如权利要求 14所述的数据共享***， 其特征在于， 所述上层密钥更新 模块根据所述代理关系式^和所述上层密钥 = (^^( ^))，从所述 G2循环群中 获得代理变换值6(^， ）， 并且根据所述代理变换值 ， ）更新所述上层密钥 (gk,m(p ), 以得到所述更新后的上层密钥《^， )^( ^)。
16、 如权利要求 15所述的数据共享***， 其特征在于， 所述解密模块根据 数据分 （^^^)， 以及公式 = 2求得密值^
Figure imgf000021_0001
17、 如权利要求 12所述的数据共享***， 其特征在于， 所述数据共享*** 包括多个数据分发***， 所述数据拥有者通过所述多个数据分发***向所述数 据分享者分发数据，
所述代理关系建立模块根据 ^() = (A2;r生成多个代理关系式， 并将所述多 个代理关系式分别发送至所述多个数据分发***， 其中， 表示发送至第 i 个数据分发***的代理关系式， 且 = 1， τ为所述多个数据分发***的数 量。
18、 如权利要求 17所述的数据共享***， 其特征在于，
所述密钥生成模块通过所述数据拥有者公钥（^,/^)对所述密值 m进行公钥 加密得到上层密钥（^ ( ^))， 其中， k为随机数；
所述上层密钥更新模块根据所述代理关系式 Χ^ΧΑ^对上层密钥
(g , ( , )进行更新， 得到所述第 i个数据分发***的更新后的上层密钥
Figure imgf000021_0002
19、 如权利要求 18所述的数据共享***， 其特征在于，
所述解密模块根据自所述多个数据分发***处获得的所述更新后的上层密 钥《 ,χ^οχ^)*),获得所述组合密钥
Figure imgf000021_0003
, 并且所述解 密模块根据所述组合密钥 （] e α Λ ) i HmiP获得所述密值 m : γγΐ―
ro， ))°
20、 如权利要求 13或 17所述的数据共享***， 其特征在于， 所述数据拥有 者还包括括密钥更新模块用于更新所述数据拥有者私钥和所述数据拥有者公 钥， 其中， 所述密钥更新模块生成第二数据拥有者私钥 (^',5^ '；)和第二数据拥有 者公钥 并计算更新系数 ^ 数据拥有者还用于将所述更新系数 tx 发送给所述数据分发***；
所述数据分发***还包括密钥更新响应模块， 用于根据所述更新系数更更 新代理关系式， 即 = ( ) ， 或者， ' « = ( ^'。
21、 一种数据分发***， 其特征在于， 包括接收模块、 代理关系维护模块、 上层密钥更新模块、 以及共享数据分发模块，
所述接收模块用于自数据拥有者处获得与所述数据拥有者建立代理关系的 数据分享者信息、 由数据拥有者密钥和数据分享者密钥共同生成的代理关系式、 经过数据拥有者采用密值 m加密后的共享数据、 以及所述共享数据的上层密钥， 其中， 所述上层密钥为数据拥有者通过数据拥有者密钥对所述密值 m加密生成； 所述代理关系维护模块用于根据所述数据分向者信息建立和维护代理关系 表， 在接收到所述加密后的共享数据以及所述上层密钥时， 查找所述代理关系 表确认与所述数据拥有者建立代理关系的数据分享者， 并获得所述由数据拥有 者密钥和数据分享者密钥共同生成的代理关系式；
上层密钥更新模块， 用于根据所述代理关系式对所述上层密钥进行更新， 得到更新后的上层密钥， 以使得数据分享者可以根据数据分享者密钥对所述更 新后的上层密钥进行解密得到所述密值 m;
分发模块用于将所述共享数据以及所述更新后的上层密钥发送给数据分享 者。
22、 如权利要求 21所述的数据分发***， 其特征在于， 所述数据拥有者密 钥包括数据拥有者私钥 skA和数据拥有者公钥 pkA， 所述数据分享者密钥包括数 据分享者私钥 s和数据分享者公钥 pkB。
23、 如权利要求 22所述的数据分发***， 其特征在于， 所述代理关系式由 所述数据拥有者私钥和所述数据分享者公钥生成。
24、 如权利要求 22所述的数据分发***， 其特征在于， 所述上层密钥为数 据拥有者根据数据拥有者公钥对密值 m进行加密得到的。
25、 如权利要求 24所述的数据分发***， 其特征在于， 数据分享者根据所 述分享者私钥对所述更新后的上层密钥进行解密得到所述密值 m。
26、 如权利要求 25所述的数据分发***， 其特征在于， 所述数据拥有者私 钥 = 0^，^)， 其中， 所述 和^是数据拥有者私钥的两个元素， 所述数据 拥有者公钥^^ = (^， 2)， 其中， 和 是数据拥有者公钥的两个元素， 所述 数据分享者私钥 = C^， 2)， 其中， ^和 2是数据分享者私钥的两个元素， 所述数据分享者公钥 ^ ^ ，^)， 其中， 和 ^是数据分享者公钥的两个元 素， 所述 ι =
Figure imgf000023_0001
, 其中， Ωι、 、 b 均为随机数， 预设参数 g为循环群 的生成元， z为循环群 G2中的一个元素， 且 <¾为 通过双线性映射得到的 6 : >< → G2， Z = e(g，g)。
27、 一种数据保护方法， 其特征在于， 包括：
数据分发***接收所述数据拥有者发送的代理关系信息以及代理关系式 fAB， 其中， 数据拥有者与数据分享者建立了代理关系， 所述代理关系信息包括所述 数据拥有者和数据分享者之间确定代理关系的信息， 所述代理关系式是根据数 据拥有者私钥 skA和数据分享者公钥 pkB生成的；
所述数据分发***根据所述代理关系信息更新所述数据拥有者的代理关系 表， 建立所述代理关系式 ^与数据分享者之间的映射关系， 其中， 所述代理关 系表用于记录与所述数据拥有者建立代理关系的数据分享者的信息；
所述数据分发***接收所述数据拥有者发送的共享数据以及上层密钥， 所述 共享数据由所述数据拥有者生成的共享数据的密值 m加密， 所述上层密钥由所 述数据拥有者通过数据有者公钥 对所述密值 m进行加密得到；
所述数据分发***接收所述加密后的共享数据以及所述上层密钥后， 查找所 述代理关系表并确认所述数据拥有者和所述数据分享者之间的代理关系， 当所 述数据分发***确认所述数据拥有者和数据分享者之间建立有代理关系时， 所 述数据分发***获得所述数据分享者对应的所述代理关系式 fAB； 所述数据分发 ***根据所述代理关系式 fAB对所述上层密钥进行更新，得到更新后的上层密钥； 所述数据分发***将加密后的所述共享数据以及所述更新后的上层密钥发 送给所述数据分享者， 以使所述数据分享者根据数据分享者私钥 解密所述更 新后的上层密钥， 得到所述密值 m， 进而使得所述数据分享者根据所述密值 m 对加密后的所述共享数据进行解密， 得到所述共享数据。
28、 如权利要求 27所述的数据保护方法， 其特征在于， 所述数据拥有者私 钥 = 0^，^)， 其中， 所述 和^是数据拥有者私钥的两个元素， 所述数据 拥有者公钥^^ = (^， 2)， 其中， 和 是数据拥有者公钥的两个元素， 所述 数据分享者私钥 = C^， 2)， 其中， 和 2是数据分享者私钥的两个元素， 所述数据分享者公钥 ^ ^ ，^)， 其中， 和 ^是数据分享者公钥的两个元 素， 所述 ι =
Figure imgf000024_0001
, 其中， Ωι、 、 b 均为随机数， 预设参数 g为循环群 的生成元， z为循环群 G2中的一个元素， 且 <¾为 通过双线性映射得到的 6 : >< → G2， Z = e(g，g)。
29、 一种数据共享***， 其特征在于， 包括多个数据分发***， 其中， 所 述多个数据分发***中的每一个均用于记录数据拥有者和数据分享者间建立的 代理关系， 并且所述数据分发***中的每一个均维护有与所述代理关系对应的 代理关系式， 所述代理关系式为所述数据拥有者的数据拥有者密钥和所述数据 分享者的数据分享者密钥共同生成， 当所述多个数据分发***接收数据拥有者 发送的共享数据，以及数据拥有者通过数据拥有者密钥对所述共享数据的密值 m 进行加密得到的上层密钥时， 所述多个数据分发***中的每一个根据其各自维 护的所述代理关系式对所述上层密钥进行更新， 然后分别将更新后的上层密钥 发送给所述数据分享者， 以使得所述数据分享者可以通过将所述多个数据分发 ***发送的多个更新后的上层密钥进行组合并解密得到所述密值 m。
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