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9c35cf1519
150
src/tpre.py
150
src/tpre.py
@ -210,7 +210,7 @@ def GenerateKeyPair(
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return public_key, secret_key
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return public_key, secret_key
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def Enc(pk: Tuple[int, int], m: int) -> Tuple[Tuple[
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def Encrypt(pk: Tuple[int, int], m: int) -> Tuple[Tuple[
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Tuple[int, int],Tuple[int, int], int], int]:
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Tuple[int, int],Tuple[int, int], int], int]:
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enca = Encapsulate(pk)
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enca = Encapsulate(pk)
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K = enca[0].to_bytes()
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K = enca[0].to_bytes()
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@ -225,9 +225,31 @@ def Enc(pk: Tuple[int, int], m: int) -> Tuple[Tuple[
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enc_message = (capsule, enc_Data)
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enc_message = (capsule, enc_Data)
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return enc_message
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return enc_message
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def Decapsulate(ska:int,capsule:Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int]) -> int:
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E,V,s = capsule
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EVa=multiply(add(E,V), ska) # (E*V)^ska
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K = KDF(EVa)
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return K
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def Decrypt(sk_A: int,C:Tuple[Tuple[
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Tuple[int, int],Tuple[int, int], int], int]) ->int:
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'''
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params:
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sk_A: secret key
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C: (capsule, enc_data)
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'''
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capsule,enc_Data = C
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K = Decapsulate(sk_A,capsule)
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iv = b'tpretpretpretpre'
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sm4_dec = Sm4Cbc(K, iv, DO_DECRYPT) #pylint: disable= e0602
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dec_Data = sm4_dec.update(enc_Data)
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dec_Data += sm4_dec.finish()
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return dec_Data
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# GenerateRekey
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# GenerateRekey
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def H5(id: int, D: int) -> int:
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def H5(id: int, D: int) -> int:
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sm3 = Sm3() #pylint: ignore=e0602
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sm3 = Sm3() #pylint: disable=e0602
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sm3.update(id.to_bytes(32))
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sm3.update(id.to_bytes(32))
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sm3.update(D.to_bytes(32))
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sm3.update(D.to_bytes(32))
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hash = sm3.digest()
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hash = sm3.digest()
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@ -263,8 +285,10 @@ G, g, U, hash2, hash3, hash4, KDF = Setup(sec)
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def GenerateReKey(sk_A, pk_B, N: int, T: int) -> list:
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def GenerateReKey(sk_A, pk_B, N: int, T: int) -> list:
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'''
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'''
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param: skA, pkB, N(节点总数), T(阈值)
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param:
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return rki(0 <= i <= N-1)
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skA, pkB, N(节点总数), T(阈值)
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|
return:
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|
rki(0 <= i <= N-1)
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'''
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'''
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# 计算临时密钥对(x_A, X_A)
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# 计算临时密钥对(x_A, X_A)
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x_A = random.randint(0, G.P - 1)
|
x_A = random.randint(0, G.P - 1)
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@ -308,3 +332,121 @@ def Encapsulate(pk_A: Tuple[int, int]) -> Tuple[int, Tuple[Tuple[int, int], Tupl
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K = KDF(pk_A_ru)
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K = KDF(pk_A_ru)
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capsule = (E, V, s)
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capsule = (E, V, s)
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return (K, capsule)
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return (K, capsule)
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def Checkcapsule(capsule:Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int]) -> bool: # 验证胶囊的有效性
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E,V,s = capsule
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h2 = hash2((E,V))
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g = (sm2p256v1.Gx, sm2p256v1.Gy)
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result1 = multiply(g,s)
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temp = multiply(E,h2) # 中间变量
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result2 =add(V,temp) # result2=V*E^H2(E,V)
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if result1 == result2:
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flag =True
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else:
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flag = False
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return flag
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def ReEncapsulate(kFrag:list,capsule:Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int]) -> Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int,Tuple[int,int]] :
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id,rk,Xa,U1 = kFrag
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E,V,s = capsule
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if not Checkcapsule(capsule):
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raise ValueError('Invalid capsule')
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flag = Checkcapsule(capsule)
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assert flag == True # 断言,判断胶囊capsule的有效性
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E1 = multiply(E,rk)
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V1 = multiply(V,rk)
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cfrag = E1,V1,id,Xa
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return cfrag # cfrag=(E1,V1,id,Xa) E1= E^rk V1=V^rk
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# 重加密函数
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def ReEncrypt(kFrag:list,
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C:Tuple[Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int],int])->Tuple[Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int,Tuple[int,int]],int] :
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capsule,enc_Data = C
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cFrag = ReEncapsulate(kFrag,capsule)
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return (cFrag,enc_Data) # 输出密文
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# capsule, enc_Data = C
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def mergecfrag()->tuple[Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int]
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,int,Tuple[int,int]], ...]:
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cfrags = ()
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kfrags = GenerateReKey(sk_A,pk_B,N,t)
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result = Encapsulate(pk_A)
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K,capsule = result
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for kfrag in kfrags:
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cfrag = ReEncapsulate(kfrag,capsule)
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cfrags = cfrags + (cfrag,)
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return cfrags
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def DecapsulateFrags(sk_B:int,pk_A:Tuple[int,int],cFrags:Tuple[Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int,Tuple[int,int]]]
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,capsule:Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int]) -> int:
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'''
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return:
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K: sm4 key
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'''
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Elist = []
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Vlist = []
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idlist = []
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Xalist = []
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t = 0
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for cfrag in cFrags: # Ei,Vi,id,Xa = cFrag
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Elist.append(cfrag[0])
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Vlist.append(cfrag[1])
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idlist.append(cfrag[2])
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Xalist.append(cfrag[3])
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t = t+1 # 总共有t个片段,t为阈值
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pkab = multiply(pk_A,sk_B) # pka^b
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D = H6((pk_A,pk_B,pkab))
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Sx = []
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for id in idlist: # 从1到t
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sxi = H5(id,D) # id 节点的编号
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Sx.append(sxi)
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bis= [] # b ==> λ
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j = 1
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i = 1
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bi =1
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for i in range(t):
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for j in range(t):
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if j == i:
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j=j+1
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else:
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bi = bi * (Sx[j]//(Sx[j]-Sx[i])) # 暂定整除
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bis.append(bi)
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E2=multiply(Elist[0],bis[0]) # E^ 便于计算
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V2=multiply(Vlist[0],bis[0]) # V^
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for k in range(1,t):
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Ek = multiply(Elist[k],λis[k]) # EK/Vk 是个列表/元组
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Vk = multiply(Vlist[k],λis[k])
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E2 = add(Ek,E2)
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V2 = add(Vk,V2)
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Xab = multiply(Xa,b) # Xa^b
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d = hash3((Xa,pk_B,Xab))
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EV = add(E2,V2) # E2 + V2
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EVd = multiply(EV,d) # (E2 + V2)^d
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K = KDF(EVd)
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return K
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# M = IAEAM(K,enc_Data)
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def DecryptFrags(sk_B:int,
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pk_A:Tuple[int,int],
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cFrags:Tuple[Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int,Tuple[int,int]]],
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C:Tuple[Tuple[Tuple[int,int],Tuple[int,int],int],int]
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)->int:
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capsule,enc_Data = C # 加密后的密文
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K = DecapsulateFrags(sk_B,pk_A,cFrags,capsule)
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iv = b'tpretpretpretpre'
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sm4_dec = Sm4Cbc(K, iv, DO_DECRYPT) #pylint: disable= e0602
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dec_Data = sm4_dec.update(enc_Data)
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dec_Data += sm4_dec.finish()
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return dec_Data
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