一种基于秘密分享的私钥备份与恢复方法技术

本发明专利技术提出了一种基于秘密分享的私钥备份与恢复方法，其步骤为：首先，私钥所有者构造编码矩阵与扩展矩阵，并计算扩展矩阵的逆矩阵；私钥所有者将私钥转换为数值形式，并将数值分解为m个乘数和余数；其次，私钥所有者使用编码矩阵对乘数和余数进行编码，并将得到码字的元素分配给参与者；参与者将收到乘数码字的元素相乘，并将乘积和余数码字的元素发回给私钥所有者；然后，私钥所有者将收到乘积和余数码字的元素分别重新组合成向量后再相加，并利用生成的扩展矩阵的逆矩阵对向量之和进行计算，恢复出私钥的数值；最后，私钥所有者将私钥的数值转换成私钥原始信息。本发明专利技术提高了大长度私钥的备份与恢复效率，并且能够保护私钥的信息安全。信息安全。信息安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于秘密分享的私钥备份与恢复方法


[0001]本专利技术涉及秘密分享
，特别是指一种基于秘密分享的私钥备份与恢复方法。

技术介绍

[0002]秘密分享技术是现代密码学的重要分支，是密钥的安全备份保存主要方法之一。秘密分享是将秘密以适当的方式拆分成多个份额，每个份额交给不同的参与者保存。少数份额无法恢复秘密信息，只有多个参与者用自己保存的份额共同协作才能恢复秘密消息。传统的秘密分享技术的主要有Shamir方法、中国剩余定理的方法等。新型方案主要是将编码原理应用于秘密分享技术，将码字中的元素作为分享份额，通过译码恢复原始信息。如果少数码字元素份额丢失，则可通过校验矩阵，用其它的码字元素计算出丢失的码字。文献[刘霆,崔喆,蒲泓全,等.基于随机线性分组码的秘密分享在电子投票中的应用[J].工程科学与技术,2019,51(6):7.DOI:10.15961/j.jsuese.201801183.]中实现了基于随机线性分组码的秘密分享方法，与其它主要的秘密分享技术进行对比，显示出此方法具有较高的效率；文献[王腾腾,崔喆,唐聃.基于隐私计算的网络会议数字评选系统设计方案[J].计算机应用,2023,43(2):8.DOI:10.11772/j.issn.1001
‑
9081.2022010025.]中应用线性分组编码生成秘密分享份额，利用份额进行隐私计算并得到评审结果，此方案在大规模应用场景下的执行效率上存在一定的不足。相较于传统方案，新型的秘密分享方案虽然在效率上有了较大的提高，但对于大数值的数据分享和恢复效率仍然不够理想，在大长度私钥的备份的应用上受到限制，不适应新的信息安全形势与技术要求。

技术实现思路

[0003]针对上述
技术介绍
中存在的不足，本专利技术提出了一种基于秘密分享的私钥备份与恢复方法，实现了对大数值的数据进行高效率的秘密分享与恢复，同时保证了私钥信息的安全，适用于大长度私钥的安全备份保存。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种基于秘密分享的私钥备份与恢复方法，其步骤如下：
[0006]步骤一：私钥所有者构造编码矩阵与扩展矩阵，并计算扩展矩阵的逆矩阵；
[0007]步骤二：私钥所有者将私钥转换为数值形式，并将数值分解为m个乘数和一个余数；
[0008]步骤三：私钥所有者使用编码矩阵对乘数和余数进行编码，并将得到乘数码字的元素和余数码字的元素分配给参与者；
[0009]步骤四：参与者将收到乘数码字的元素相乘，并将得到乘数乘积和余数码字的元素发回给私钥所有者；
[0010]步骤五：私钥所有者将收到的乘数乘积和余数码字的元素分别重新组合成向量后再相加，并利用扩展矩阵的逆矩阵对向量之和进行计算，恢复原私钥的数值；
[0011]步骤六：私钥所有者将恢复的私钥的数值转换成私钥原始信息。
[0012]优选地，所述编码矩阵为范德蒙矩阵，表示为M；M的扩展矩阵为扩展矩阵的逆矩阵为
[0013]优选地，所述私钥的数值分解的乘数为s
i
，余数为r；关系式为其中，i＝0...m
‑
1。
[0014]优选地，所述使用编码矩阵对乘数和余数进行编码的方法为：
[0015]优选地，利用数值分解的乘数构造向量t
i
：t
i
＝{s
i
,a
i,1
,
…
,a
i,k
‑1}
T
；利用数值分解的余数构造向量d：d＝{r,d1,
…
,d
k
‑1}
T
；其中，a
i,1
,
…
,a
i,k
‑1与d1,
…
,d
k
‑1均是随机数；
[0016]优选地，对乘数的编码表示为α
i
＝M
×
t
i
＝{A
i,0
,A
i,1
,
…
,A
i,j
,
…
,A
i,n
‑1}
T
；对余数的编码表示为：δ＝M
×
d＝{δ0,δ1,
…
,δ
j
,
…
,δ
n
‑1}
T
；α
i
表示第i个乘数码字，A
i,j
为第i个乘数码字的第j个元素；δ为余数码字，δ
j
为余数码字的第j个元素，j＝0
…
n
‑
1。
[0017]优选地，参与者P
j
收到的码字元素包括α
i
中的元素A
i,j
和δ中的元素δ
j
。
[0018]优选地，参与者P
j
计算的乘数乘积表示为：
[0019]优选地，所述乘数乘积重新组合成的向量为：余数码字的元素重新组合成的向量为：δ＝{δ0,δ1,
…
,δ
n
‑1}
T
。
[0020]优选地，所述利用扩展矩阵的逆矩阵对向量进行计算，恢复原私钥的数值的方法为：
[0021][0022]与现有技术相比，本专利技术产生的有益效果为：
[0023]1)本专利技术能够对数值数据进行高效的秘密分享，对大长度的私钥的分享与恢复效率与现有方法相比存在优势，适用于私钥的安全备份保存。
[0024]2)本专利技术将私钥的数值数据分解为多个数的乘积与和的形式，对分解出来的每个数构造一个向量，用范德蒙矩阵对向量进行编码，然后分享码字的元素。对码字的元素直接进行乘法与加法的计算，然后进行矩阵与向量的计算，可以恢复出原私钥。
[0025]3)本专利技术的分享与恢复效率较现有方式高，份额元素丢失后可通过范德蒙Reed
‑
Solomon编码的译码计算找回，保证了私钥的安全保存。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是私钥的秘密分享与恢复的整体流程图。
[0028]图2是私钥的秘密分享过程的流程图。
[0029]图3是私钥的秘密恢复过程的流程图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于秘密分享的私钥备份与恢复方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：私钥所有者构造编码矩阵与扩展矩阵，并计算扩展矩阵的逆矩阵；步骤二：私钥所有者将私钥转换为数值形式，并将数值分解为m个乘数和一个余数；步骤三：私钥所有者使用编码矩阵对乘数和余数进行编码，并将得到乘数码字的元素和余数码字的元素分配给参与者；步骤四：参与者将收到乘数码字的元素相乘，并将得到乘数乘积和余数码字的元素发回给私钥所有者；步骤五：私钥所有者将收到的乘数乘积和余数码字的元素分别重新组合成向量后再相加，并利用扩展矩阵的逆矩阵对向量之和进行计算，恢复原私钥的数值；步骤六：私钥所有者将恢复的私钥的数值转换成私钥原始信息。2.根据权利要求1所述的基于秘密分享的私钥备份与恢复方法，其特征在于，所述编码矩阵为范德蒙矩阵，表示为M；M的扩展矩阵为扩展矩阵的逆矩阵为3.根据权利要求2所述的基于秘密分享的私钥备份与恢复方法，其特征在于，所述私钥的数值分解的乘数为s
i
，余数为r；关系式为其中，i＝0...m
‑
1。4.根据权利要求3所述的基于秘密分享的私钥备份与恢复方法，其特征在于，所述使用编码矩阵对乘数和余数进行编码的方法为：利用数值分解的乘数构造向量t
i
：t
i
＝{s
i
,a
i,1
,
…
,a
i,k
‑1}
T
；利用数值分解的余数构造向量d：d＝{r,d1,
…
,d
k
‑1}
T
；其中，a
i,1
,
…
,a
i,k
‑1与d1,
…
,d
k
‑1均...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘霆，李大鹏，余忠洋，何栎，李博，蒋远辉，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：