输入安全参数,和是两个素数阶为的两个乘法循环群,是的生成器。双线性映射:,一个防碰撞的哈希函数,拉格朗日系数定义为,其中,。系统的公共参数。TPA随机选取,计算和,TPA的公钥,TPA的私钥,用户列表Lu(最初是空的)python语言实现
时间: 2024-02-24 13:53:43 浏览: 116
python判断所输入的任意一个正整数是否为素数的两种方法
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以下是一个简单的 Python 实现,其中我们使用了 charm-crypto 库来实现一些密码学原语:
```python
from charm.toolbox.pairinggroup import PairingGroup, ZR, G1, G2, pair
from charm.core.math.integer import integer
import hashlib
import random
# 安全参数
bits = 512
# 生成一个双线性对
group = PairingGroup('SS512')
G1 = group.random(G1)
G2 = group.random(G2)
e = pair(G1, G2)
# 定义一个哈希函数
def hash_to_Zr(msg):
h = hashlib.sha256(msg.encode())
return group.hash(h.digest(), ZR)
# 定义拉格朗日系数
def lagrange_coefficient(j, s, ids, group):
numerator = integer(1)
denominator = integer(1)
for r in range(s):
if ids[r] != ids[j]:
numerator *= -ids[r]
denominator *= (ids[j] - ids[r])
return numerator * denominator.inverse(group.order())
# 系统公共参数
params = {
'G1': G1,
'G2': G2,
'e': e
}
# TPA 随机选取
s = random.randint(1, bits)
ids = [group.random(ZR) for _ in range(s)]
TPA_pk = [ids[0] * G1, ids[0] * G2]
TPA_sk = ids[0]
# 用户列表
Lu = []
# 添加新用户
def add_user(uid):
# 随机选择一个私钥
u_sk = group.random(ZR)
# 计算公钥
u_pk = u_sk * G1
# 添加到用户列表
Lu.append({
'uid': uid,
'sk': u_sk,
'pk': u_pk
})
# 返回公钥
return u_pk
# 计算加密密钥
def calculate_key(uid, TPA_pk):
# 找到用户的公钥
u_pk = None
for user in Lu:
if user['uid'] == uid:
u_pk = user['pk']
break
if u_pk is None:
raise Exception("用户不存在")
# 计算加密密钥
key = e(TPA_pk[0], u_pk) ** (TPA_sk * hash_to_Zr(uid))
return key
# 添加新用户
add_user("Alice")
# 计算密钥
key = calculate_key("Alice", TPA_pk)
# 打印结果
print("加密密钥:", key)
```
在上面的代码中,我们首先定义了安全参数、双线性对、哈希函数和拉格朗日系数等。然后,我们定义了系统的公共参数、TPA 的公钥和私钥、用户列表 Lu 等。接下来,我们实现了添加新用户和计算加密密钥等函数。在最后,我们添加了一个名为 Alice 的新用户,并计算了 Alice 的加密密钥。
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