北京工业大学张辉获国家专利权
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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利一种面向工业物联网的数据验证方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116846579B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310150061.5,技术领域涉及:H04L9/40;该发明授权一种面向工业物联网的数据验证方法是由张辉;于海阳;杨震设计研发完成,并于2023-02-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向工业物联网的数据验证方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向工业物联网的数据验证方法,该方法包括:首先工业物联网设备为整个系统生成秘密值和公共参数。然后,它使用每个文件块计算文件多项式,并进一步计算同态标签。最后,它为同态标签构造默克尔树并且生成根哈希。工业物联网设备将根哈希发送给验证者,并将文件和同态标签发送给云服务器。云服务器从工业物联网设备接收到同态标签和文件后,将根据验证者挑战的集合生成包括多项式承诺和辅助认证信息在内的证明。最后,验证者将同时验证辅助认证信息和多项式承诺。本方法采用结合多项式承诺的同态哈希函数,解决了现有的工业云平台上数据完整性验证不适用于计算和存储能力有限的工业物联网设备的问题。
本发明授权一种面向工业物联网的数据验证方法在权利要求书中公布了:1.一种面向工业物联网的数据验证方法,其参与方包括工业物联网设备IIoTdevices、数据用户DataUser、云服务器CloudServer和验证者Verifier,其特征在于,包括以下步骤: 1参数设置 假设Px是一个阶数为n-1的多项式,x表示该多项式的未知数;假设是一个阶为素数p的乘法循环群,并称g是这个乘法循环群的生成元;工业物联网设备首先在一个特征数为素数p的域中随机取一个秘密参数值ψ,然后工业物联网设备通过对秘密参数值ψ进行指数运算,公式为来计算公共参数{Ψi}i∈[0,n-1],这里的i是由1到n一1中的一个整数; 2文件存储 假设工业物联网设备有一个需要存储的文件F,将该文件划分为f个文件块filechunkFf;工业物联网设备首先将每个文件块filechunk{Fi}i∈[0,f-1]划分为n个数据块datablock,假设第i个文件块为Fi,那么{Fi=Fi,0,Fi,1,...,Fi,n-1};那么对于第i个文件块,其对应的文件多项式是计算的多项式承诺值记为这里的ψ是参数生成阶段生成的秘密参数值; 假设a1,a2,...,an-1是一个多项式的系数,s是一个随机值;那么度数为n-1的多项式在s点的多项式承诺值是Ps=a0+a1·s+a2·s2+...+an-1·sn-1modp,这里的modp操作是对公式结果进行模p操作,p是素数域中的特征数p;就是在ψ点的多项式承诺值; 然后工业物联网设备根据多项式承诺值计算同态标签和哈希承诺值这里的h是加密哈希函数,即h:就是对第i个文件块的承诺值做加密哈希操作;最后根据所有的同态标签生成一个索引默克尔树T;工业物联网设备将所有的文件块filechunk{Fi}i∈[0,f-1]和同态标签发送给云服务器进行存储和共享,将索引默克尔哈希树T的根哈希值hr发送给验证者; 3生成挑战 验证者负责检查共享的数据是否被完整的存储在云中;因此,它将挑战参数cp=k1,k2,c发送给云服务器,其中k1和k2是随机生成的参数,c是挑战的文件块filechunk的数量; 4生成证据 当云服务器从验证者那里接收到挑战参数cp={k1,k2,c}后,云服务器将计算挑战的集 合S={id,aid},并生成一个用于多项式承诺的随机值z;这里的id是随机生成的挑战的文 件块的索引,aid是对文件块id所生成的一个随机值;然后,云服务器选择一个随机值并计算该随机值的同态哈希值B←HHFβ,HHF是同态哈希函数;假设是一个阶为 素数p的乘法循环群,并称g是这个乘法循环群的生成元,那么同态哈希函数HHF是将一个 消息映射到上的一个哈希值H,它的公式为:HHF:云服务器还生成一 个系数η←HB,这里的H是个将上的点映射到特征数为素数p的域中的一个哈希函数,其 公式为H:之后,云服务器通过加上了两个随机数的乘积β从而隐藏了证据多项 式: 然后云服务器计算Pprfz和多项式商ZPrfx,这里的Pprfz就是Pprfx在z点的取值;而多项式商通过如下的公式进行计算: 这里的x是未知数,z是云服务器生成的用于多项式承诺的一个随机值;最后,云服务器传送所有的证据给验证者,这里的Ωi是索引默克尔树T的关于第i个文件块filechunk的辅助身份认证信息; 5验证证据 验证者首先使用证据生成算法中相同的方法检索挑战集S={id,aid}和z;然后,它使用生成新的哈希值h′r,验证者对第i块的同态标签进行加密哈希操作得到该节点的哈希值hi,并以此与辅助认证信息Ωi中存在的所有节点进行加密哈希操作,直到与倒数第二个值进行哈希操作获得一个新的哈希值h′r,然后比较h′r是否等于辅助认证信息Ωi中的最后一个值hr;如果不相等,验证者将终止验证并且回复验证失败;如果相等则继续接下来的验证; 验证者计算多项式商Zprfx的同态哈希值HQ,公式为这里的{ρi}i∈[0,n-1]是多项式Zprfx的系数,n是多项式Zprfx阶数,{Ψi}i∈[0,n-1]是参数设置阶段生成的公共参数;然后验证者计算HQ的-z次幂这里的z是由云服务器生成的随机数;验证者进一步生成然后,验证者计算下列等式: 如果等式成立则验证通过,否则不通过。
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