时控性加密的匿名查询机制构造

摘要

现实世界中，很多问题都具有在特定时间开展相关业务的需求。时控性加密（timed-release encryption,TRE）是一种由发送方指定接收方解密时间的密码原语，可满足该需求。针对目前TRE方案中，基于非交互时间服务器周期性广播时间陷门的方式无法满足用户任意指定解密时间，而能够满足任意解密时间的交互式时间服务器方式无法保障用户身份隐私的问题，提出一种使用洋葱路由网络的TRE方案。在该方案中，接收方在临近解密时间时，将时间陷门请求作为最内层洋葱，构造层层加密的洋葱传递给时间服务器，时间服务器生成对应的时间陷门按照原路由返回给接收者，使得用户可以在进行任意时间的陷门查询时隐藏其身份信息。同时，针对洋葱路由传递过程中的节点失效问题，提出一种基于广播加密技术构造每层洋葱的方法，使得每层洋葱节点均可以解密该层洋葱。该方案在保证用户身份匿名的前提下，实现向时间服务器成功查询任意时间的陷门。安全性分析表明，该方案对于可能遇到的单点推测、监听攻击、重放攻击及共谋攻击是安全的，并具有较强的鲁棒性。效率分析表明，与基于配对的洋葱路由方案相比，该方案解决节点失效问题的耗时减少约59%，从而实现了高效的匿名查询。

关键词

时控性加密 / 匿名查询 / 时间陷门 / 洋葱路由 / 广播加密

基金资助

国家重点研发计划项目（2018YFA0704703）; 国家自然科学基金项目（61802111;61972073;61972215）; 天津市自然科学基金项目（20JCZDJC00640）; 河南省重点研发与推广专项（222102210062）; 河南省高等学校重点科研项目基础研究计划（22A413004）; 国家级大学生创新训练项目（202110475119）