一種加密、解密方法及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明實施例涉及信息安全技術(shù)，尤其涉及一種加密、解密方法及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 選擇密文攻擊指的是一種攻擊模型，在此種攻擊模型中，攻擊者需要掌握的內(nèi)容 包括：加密算法、截獲的部分密文、自己選擇的密文消息以及相應(yīng)的被解密的明文。選擇密 文攻擊要求攻擊者能夠訪問解密語言機(jī)，從而得到攻擊者自己構(gòu)造的密文的解密結(jié)果。攻 擊者可以事先任意搜集一定數(shù)量的密文，該密文是經(jīng)過目標(biāo)加密算法加密過的，該目標(biāo)加 密算法是攻擊者攻擊的對象，將該密文通過解密語言機(jī)解密獲得解密后的明文，由此能夠 計算出加密者的私鑰或者分解模數(shù)，運(yùn)用這些信息，攻擊者可以恢復(fù)所有明文。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的加密方案是基于偽隨機(jī)函數(shù)進(jìn)行構(gòu)造的，通過對隨機(jī)值應(yīng)用偽隨機(jī)函 數(shù)，再將結(jié)果與明文異或來進(jìn)行加密，從而得到密文。現(xiàn)有的加密方案對于選擇密文攻擊而 言是不安全的，因此，亟需提出一種抗選擇密文攻擊的加密方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例提供一種加密、解密方法及電子設(shè)備，以實現(xiàn)抗選擇密文攻擊。
[0005] 第一方面，本發(fā)明實施例提供一種加密方法，包括：
[0006] 第一電子設(shè)備獲取公鑰、明文以及第一預(yù)設(shè)長度比特串，所述公鑰包括唯一缺損 陷門函數(shù)；
[0007] 所述第一電子設(shè)備獲取一次簽名方案的密鑰對，所述密鑰對包括驗證密鑰以及與 所述驗證密鑰對應(yīng)的簽名密鑰；
[0008] 所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述唯一缺損陷門函數(shù)、所述第一預(yù)設(shè)長度比特串、所述 明文以及所述驗證密鑰獲取中間密文組；
[0009] 所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述簽名密鑰對所述中間密文組進(jìn)行簽名，獲得中間密文 組簽名；
[0010] 所述第一電子設(shè)備將所述驗證密鑰、所述中間密文組以及所述中間密文組簽名組 合成最終密文，并輸出所述最終密文。
[0011] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述唯一缺損陷門函數(shù) 包括第一唯一缺損陷門函數(shù)和第二唯一缺損陷門函數(shù)；
[0012] 所述第一電子設(shè)備根據(jù)唯一缺損陷門函數(shù)、所述第一預(yù)設(shè)長度比特串、所述明文 以及所述驗證密鑰獲取中間密文組，包括：
[0013] 所述第一電子設(shè)備將預(yù)設(shè)常數(shù)、所述第一唯一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引及所述第 一預(yù)設(shè)長度比特串作為所述第一唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，計算得到第 一中間密文；
[0014] 所述第一電子設(shè)備將所述第二唯一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引、所述驗證密鑰及所 述第一預(yù)設(shè)長度比特串作為所述第二唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，計算得 到第二中間密文；
[0015] 所述第一電子設(shè)備將所述明文與所述第一預(yù)設(shè)長度比特串的雜湊函數(shù)值進(jìn)行異 或運(yùn)算得到第三中間密文；
[0016] 所述第一電子設(shè)備將所述第一中間密文、所述第二中間密文以及所述第三中間密 文組合成所述中間密文組。
[0017] 結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式 中，所述第一電子設(shè)備將預(yù)設(shè)常數(shù)、所述第一唯一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引及所述第一預(yù) 設(shè)長度比特串作為所述第一唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，計算得到第一中 間密文之前，還包括：
[0018] 所述第一電子設(shè)備從給定分支集合中選取第一分支；
[0019] 所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述第一分支獲得第一明文矩陣；
[0020] 所述第一電子設(shè)備按照卡方分布，從有限域中選取N個元素組成密鑰向量，將所 述密鑰向量作為所述第一唯一缺損陷門函數(shù)的陷門；其中，N為所述第一明文矩陣的行數(shù)；
[0021] 所述第一電子設(shè)備按照卡方分布，從所述有限域中為所述第一明文矩陣的每一行 選取隨機(jī)數(shù)，將所述選取的隨機(jī)數(shù)組成隨機(jī)向量；
[0022] 所述第一電子設(shè)備按照卡方分布，從所述有限域中為所述第一明文矩陣的每一列 選取誤差向量，將所述選取的誤差向量組成誤差矩陣；
[0023] 所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述隨機(jī)向量、所述誤差矩陣、所述第一明文矩陣以及所 述第一唯一缺損陷門函數(shù)的陷門得到第一密文矩陣，將所述第一密文矩陣作為所述第一唯 一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引。
[0024] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式 中，所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述隨機(jī)向量、所述誤差矩陣、所述第一明文矩陣以及所述第一 唯一缺損陷門函數(shù)的陷門得到第一密文矩陣包括：
[0025] 根據(jù)如下第一公式得到所述第一密文矩陣Q ;
[0026] 其中，所述第一公式為：
[0027] 其中
Mi為所述第一明文矩陣，疼為所述隨機(jī)向量，Ei為所述 誤差矩陣，< 為所述陷門，t為系統(tǒng)參數(shù)，C' i為所述第一密文矩陣的一部分。
[0028] 結(jié)合第一方面的第一種至第三種任一可能的實現(xiàn)方式，在第一方面第四種可能的 實現(xiàn)方式中，所述第一電子設(shè)備將所述第二唯一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引、所述驗證密鑰 及所述第一預(yù)設(shè)長度比特串作為所述第二唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，計 算得到第二中間密文之前還包括：
[0029] 所述第一電子設(shè)備從給定分支集合中選取第二分支；
[0030] 所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述第二分支獲得第二明文矩陣；
[0031] 所述第一電子設(shè)備按照卡方分布，從有限域中選取N個元素組成密鑰向量，將所 述密鑰向量作為所述第二唯一缺損陷門函數(shù)的陷門；其中，N為所述第二明文矩陣的行數(shù)；
[0032] 所述第一電子設(shè)備按照卡方分布，從所述有限域中為所述第二明文矩陣的每一行 選取隨機(jī)數(shù)，將所述選取的隨機(jī)數(shù)組成隨機(jī)向量；
[0033] 所述第一電子設(shè)備按照卡方分布，從所述有限域中為所述第二明文矩陣的每一列 選取誤差向量，將所述選取的誤差向量組成誤差矩陣；
[0034] 所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述隨機(jī)向量、所述誤差矩陣、所述第二明文矩陣以及所 述第二唯一缺損陷門函數(shù)的陷門得到第二密文矩陣，將所述第二密文矩陣作為所述第二唯 一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引。
[0035] 結(jié)合第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面第五種可能的實現(xiàn)方式中， 所述第一電子設(shè)備根據(jù)所述隨機(jī)向量、所述誤差矩陣、所述第二明文矩陣以及所述第二唯 一缺損陷門函數(shù)陷門得到第二密文矩陣包括：
[0036] 根據(jù)如下第二公式得到所述第二密文矩陣C2 ;
[0037] 其中，所述第二公式為：
[0038] 其中：
M2為所述第二明文矩陣，馬為所述隨機(jī)向量，E 2為所 述誤差矩陣，君為所述陷門，t為所述系統(tǒng)參數(shù)，C' 2為所述第二密文矩陣的一部分。
[0039] 第二方面，本發(fā)明實施例提供一種解密方法，包括：
[0040] 第二電子設(shè)備獲取私鑰和最終密文，所述私鑰包括第一唯一缺損陷門函數(shù)的索引 和陷門、第二唯一陷門函數(shù)的索引，所述最終密文包括第一中間密文、第二中間密文、第三 中間密文以及驗證密鑰；
[0041] 所述第二電子設(shè)備將所述最終密文作為一次簽名方案的驗證算法的輸入，驗證所 述最終密文是否符合預(yù)設(shè)規(guī)則；
[0042] 當(dāng)所述最終密文符合預(yù)設(shè)規(guī)則時，所述第二電子設(shè)備將所述第一唯一缺損陷門函 數(shù)的陷門、預(yù)設(shè)常數(shù)及所述第一中間密文作為所述第一唯一缺損陷門函數(shù)中的逆函數(shù)估值 算法的輸入，計算得到第二預(yù)設(shè)長度比特串；
[0043] 所述第二電子設(shè)備將所述第一唯一缺損陷門函數(shù)的索引、所述預(yù)設(shè)常數(shù)及所述第 二預(yù)設(shè)長度比特串作為所述第一唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，驗證是否得 到所述第一中間密文；
[0044] 所述第二電子設(shè)備將所述第二唯一缺損陷門函數(shù)的索引、所述驗證密鑰及所述第 二預(yù)設(shè)長度比特串作為所述第二唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，驗證是否得 到所述第二中間密文；
[0045] 若驗證得到所述第一中間密文及所述第二中間密文，則輸出明文；其中，所述明文 是所述第三中間密文與所述第二預(yù)設(shè)長度比特串的雜湊函數(shù)值的異或結(jié)果。
[0046] 第三方面，本發(fā)明實施例提供一種電子設(shè)備，包括：
[0047] 獲取模塊，用于獲取公鑰、明文以及第一預(yù)設(shè)長度比特串，所述公鑰包括唯一缺損 陷門函數(shù)；獲取一次簽名方案的密鑰對，所述密鑰對包括驗證密鑰以及與所述驗證密鑰對 應(yīng)的簽名密鑰；根據(jù)所述唯一缺損陷門函數(shù)、所述第一預(yù)設(shè)長度比特串、所述明文以及所述 驗證密鑰獲取中間密文組；根據(jù)所述簽名密鑰對所述中間密文組進(jìn)行簽名，獲得中間密文 組簽名；
[0048] 輸出模塊，用于將所述驗證密鑰、所述中間密文組以及所述中間密文組簽名組合 成最終密文，并輸出所述最終密文。
[0049] 結(jié)合第三方面，在第三方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述唯一缺損陷門函數(shù) 包括第一唯一缺損陷門函數(shù)和第二唯一缺損陷門函數(shù)；
[0050] 所述獲取模塊具體用于：
[0051] 將預(yù)設(shè)常數(shù)、所述第一唯一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引及所述第一預(yù)設(shè)長度比特串 作為所述第一唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，計算得到第一中間密文；將所 述第二唯一缺損陷門函數(shù)的函數(shù)索引、所述驗證密鑰及所述第一預(yù)設(shè)長度比特串作為所述 第二唯一缺損陷門函數(shù)中的函數(shù)估值算法的輸入，計算得到第二中間密文；將所述明文與 所述第一預(yù)設(shè)長度比特串的雜湊函數(shù)值進(jìn)行異或運(yùn)算得到第三中間密文；將所述第一中間 密文、所述第二中間密文以及所述第三中間密文組合成所述中間密文組。
[0052] 結(jié)合第三方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第三方面的第二種可能的實現(xiàn)方式 中，所述獲取模塊還用于：
[0053] 從給定分支集合中選取第一分支；
[0054] 根據(jù)所述第一分支獲得第一明文矩陣；
[0055] 按照卡方分布，從有限域中選取N個元素組成密鑰向量，將所述密鑰向量作為所 述第一唯一缺損陷門函數(shù)的陷門；其中，N為所述第一明文矩陣的行數(shù)；
[0056] 按照卡方分布，從所述有限域中為所述第一明文矩陣的每一行選取隨機(jī)數(shù)，將所 述選取的隨機(jī)數(shù)組成隨機(jī)向量；
[0057] 按照卡方分布，從所述有限域中為所述第一明文矩陣的每一列選取誤差向量，將 所述選取的誤差向量組成誤差矩陣；
[0058] 根據(jù)所述隨機(jī)向量、所述誤差矩陣、所述第一明文矩陣以及所述第一唯一缺損陷 門函數(shù)的陷門得到第一密文矩陣，將所述第一密文矩陣作為所述第一唯一缺損陷門函數(shù)的 函