專利名稱：一種三方口令認(rèn)證密鑰交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三方口令認(rèn)證密鑰交換方法。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一種主要的通信手段。由于互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放性，不僅普通合法用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)辦理業(yè)務(wù)，惡意用戶也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行竊聽(tīng)、冒充、篡改等各種攻擊，給合法用戶的業(yè)務(wù)安全性帶來(lái)了很大的威脅。為了保護(hù)合法用戶的重要業(yè)務(wù)得以安全進(jìn)行，需要采用密鑰建立技術(shù)來(lái)建立一個(gè)安全的信道以保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的保密性和完整性。 密鑰交換協(xié)議是一種密鑰建立技術(shù)，其中兩個(gè)或多個(gè)參與方共同提供信息，推導(dǎo)出一個(gè)任何一方不能預(yù)先確定結(jié)果的會(huì)話密鑰。密鑰交換協(xié)議可以分為兩類第一類是基于公鑰的密鑰交換協(xié)議，通過(guò)使用用戶公鑰和私鑰對(duì)消息進(jìn)行加密和簽名來(lái)保證傳輸數(shù)據(jù)的保密性和數(shù)據(jù)完整性。雖然基于公鑰的密鑰交換協(xié)議具有較高的安全強(qiáng)度，但是這種方法計(jì)算復(fù)雜度較高，并且密鑰長(zhǎng)度可能在幾百比特到幾千比特之間，這么長(zhǎng)的密鑰人腦無(wú)法準(zhǔn)確記憶。為此，希望僅依據(jù)一個(gè)可以被人們記得住的共享口令就能夠建立安全信道，即第二類密鑰交換協(xié)議基于口令的認(rèn)證密鑰交換協(xié)議。由于基于口令的認(rèn)證密鑰交換協(xié)議使用人們易記的口令進(jìn)行認(rèn)證和建立會(huì)話密鑰，不需要攜帶諸如智能卡等儲(chǔ)存設(shè)備就可以建立安全通信，因此具有很大的應(yīng)用需求。 目前，基于口令認(rèn)證密鑰交換協(xié)議的研究集中在兩方的應(yīng)用場(chǎng)合，S卩"用戶_服務(wù)器"模式，并且已經(jīng)取得了不少很好的成果。但是如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大，那么使用兩方的口令認(rèn)證密鑰交換協(xié)議就需要任意兩個(gè)用戶之間共享口令，導(dǎo)致同一個(gè)用戶需要記憶多個(gè)口令。三方的口令認(rèn)證密鑰交換協(xié)議只需要每個(gè)用戶與可信服務(wù)器共享口令，在服務(wù)器的協(xié)助下可以與任何處于同一服務(wù)域的用戶建立會(huì)話密鑰，更符合實(shí)際的應(yīng)用需求。但是研究三方或者三方以上情形的成果較少，目前的結(jié)果還不夠完善。 2005年，提出了通過(guò)兩方的口令認(rèn)證密鑰交換協(xié)議構(gòu)造三方口令認(rèn)證密鑰交換協(xié)議的一個(gè)通用構(gòu)造方法，但是，發(fā)現(xiàn)該通用結(jié)構(gòu)不能抵抗不可檢測(cè)在線字典攻擊，在2005年，又提出了一個(gè)高效的三方口令認(rèn)證密鑰交換協(xié)議，該協(xié)議僅僅通過(guò)口令來(lái)建立會(huì)話密鑰，因此易受口令泄露偽裝攻擊，即用戶的口令泄露，敵手不僅可以偽裝成該用戶，還可以反向偽裝成服務(wù)器來(lái)欺騙該用戶。 通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的三方口令認(rèn)證密鑰交換協(xié)議，不能抵抗不可檢測(cè)在線字典攻擊和口令泄露偽裝攻擊，使通信的安全性無(wú)法得到保障，給用戶帶來(lái)很大的損失，除此之外，現(xiàn)有技術(shù)的通信效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三方口令認(rèn)證密鑰交換方法，以實(shí)現(xiàn)安全通信的目的，技術(shù)方案如下
—種三方口令認(rèn)證密鑰交換方法，包括以下步驟 1)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別計(jì)算請(qǐng)求通信的信息、掩碼后的第一Diffie-Hellman密鑰成分信息和向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息；
2)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別向所述服務(wù)器S發(fā)送所述請(qǐng)求通信的信息、掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分信息和向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息；
3)服務(wù)器S分別驗(yàn)證所述用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B發(fā)送的證明自身合法身份的驗(yàn)證信息，如果通過(guò)驗(yàn)證，服務(wù)器S利用所述掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分信息分別計(jì)算得出用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的第二 Diffie-Hellman密鑰成分信息，并發(fā)送給對(duì)端用戶，分別計(jì)算并發(fā)送向用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信息和會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID ; 4)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別驗(yàn)證所述的證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信
息，如果都通過(guò)驗(yàn)證，用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別計(jì)算產(chǎn)生會(huì)話密鑰。 優(yōu)選地，在用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別向服務(wù)器S發(fā)送信息之前，還包括 用戶設(shè)備A向服務(wù)器S發(fā)送請(qǐng)求與用戶設(shè)備B通信的隨機(jī)信息； 服務(wù)器S將所述請(qǐng)求通信的隨機(jī)信息發(fā)送給用戶設(shè)備B。 通過(guò)應(yīng)用以上技術(shù)方案，對(duì)用戶和服務(wù)器之間交互的每條信息都增加驗(yàn)證信息，用戶和服務(wù)器之間進(jìn)行雙向認(rèn)證。進(jìn)一步的，還可以利用雙線性對(duì)加強(qiáng)用戶和服務(wù)器之間的認(rèn)證，同時(shí)利用了哈希函數(shù)難解性，實(shí)現(xiàn)了可以抵抗不可檢測(cè)在線字典攻擊和口令泄露偽裝攻擊，達(dá)到了安全通信的目的，除此之外，上述技術(shù)方案只需要兩輪的信息交互，提高了通信效率。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例三方口令認(rèn)證密鑰交換方法的流程示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中服務(wù)器S對(duì)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的驗(yàn)證信息進(jìn)行驗(yàn)證
和相應(yīng)計(jì)算的流程示意圖； 圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例三方口令認(rèn)證密鑰交換方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。 為了描述方便，首先對(duì)本說(shuō)明書(shū)中所涉及的一些參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明 S表示服務(wù)器S的身份信息，A和B分別表示用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的身份信息；
pwA表示用戶A和服務(wù)器S之間共享的口令，pwB表示用戶B和服務(wù)器S之間共享的口令；S、 A、 B、 pwA和pwB均已轉(zhuǎn)化為數(shù)值形式的信息A表示橢圓曲線上階為大素?cái)?shù)q的加法循環(huán)群，P和Q是^的生成元；G2表示階為大素?cái)?shù)q的乘法循環(huán)群；e是^ X^ — G2的雙線性對(duì)；Hi是(0,lf —{0,1" (i = 1，2)的哈希函數(shù)，其中Mi = 1，2)是哈希函數(shù)的安全參數(shù)，一般為160比特；H是{0，1}* —^的哈希函數(shù)，S是{0,1}* ^Z:的哈希函數(shù)，Z: =[l,g-l]，
Zq是整數(shù)模q的一個(gè)剩余類群，Ps = sP是服務(wù)器的公鑰，s G Zq*為服務(wù)器的私鑰。
圖1所示為三方口令認(rèn)證密鑰交換方法，具體步驟如下 SllO，用戶設(shè)備A計(jì)算請(qǐng)求通信的信息、掩碼的第一 Diffie-Hellman密鑰成分信息和向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息，包括
用戶設(shè)備A隨機(jī)選取參數(shù)x， x G Zq* ; 計(jì)算X = xP，得出用戶設(shè)備A的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X ;
用戶設(shè)備A利用與服務(wù)器共享的口令p^，通過(guò)哈希函數(shù)對(duì)所述第一Diffie-Hellman密鑰成分X進(jìn)行掩碼計(jì)算，即X* = X+S (pwA) Q，得出用戶設(shè)備A的掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X* ; 用戶設(shè)備A利用預(yù)先獲得的服務(wù)器S的公鑰Ps和所述計(jì)算得出的第一
Diffie-Hellman密鑰成分X，并通過(guò)利用雙線性對(duì)和哈希函數(shù)運(yùn)算計(jì)算得出用戶設(shè)備A的
第一秘密值ZA，即ZA = e(xPs， H(IDAS， X))，其中，服務(wù)器的公鑰Ps = sP， IDAS = (A， B， S)，
IDAS是將用戶設(shè)備A、用戶設(shè)備B以及服務(wù)器S的身份信息A、B和S經(jīng)過(guò)一定編碼組合起來(lái)
得到一個(gè)整體信息，其中，整體信息IDAS作用在于用戶設(shè)備A告知服務(wù)器S，用戶設(shè)備A想
與用戶設(shè)備B進(jìn)行通信，因此，本說(shuō)明書(shū)中稱IDAS為用戶設(shè)備A請(qǐng)求通信的消息； 用戶設(shè)備A利用所述計(jì)算得出的IDAS、X*和ZA，通過(guò)哈希函數(shù)運(yùn)算得出用戶A向服
務(wù)器S證明其合法身份的驗(yàn)證信息AuthA，即AuthA = H2 (IDAS， X*， ZA); S120，用戶設(shè)備A將步驟SllO計(jì)算所得的用戶設(shè)備A的請(qǐng)求通信的消息IDp掩
碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X*以及驗(yàn)證信息AuthA發(fā)送給服務(wù)器S ; S130，用戶設(shè)備B計(jì)算請(qǐng)求通信的信息、掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分
信息和向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息，包括用戶設(shè)備B隨機(jī)選取參數(shù)y， y G Zq* ; 計(jì)算Y = yP，得出用戶設(shè)備B的第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y ;
用戶設(shè)備B利用與服務(wù)器共享的口令pwe，通過(guò)哈希函數(shù)運(yùn)算對(duì)所述第一Diffie-Hellman密鑰交換成分Y進(jìn)行掩碼計(jì)算，即= Y+ S (pwB) Q，得出用戶設(shè)備B的掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y* ; 用戶設(shè)備B利用提前獲得的服務(wù)器S的公鑰Ps和計(jì)算得出用戶設(shè)備B的第一Diffie-Hellman密鑰交換成分Y，并通過(guò)利用雙線性對(duì)和哈希函數(shù)運(yùn)算計(jì)算得出與服務(wù)器S共享的第一秘密惶Zb，即Zb = e(yPs，H(IDBS， Y))，其中，Ps = sP， IDBS = (B， A， S) ， IDBS是將用戶設(shè)備B、用戶設(shè)備A以及服務(wù)器S的身份信息B、 A和S經(jīng)過(guò)一定編碼組合起來(lái)得到一個(gè)整體信息，IDBS作用在于用戶設(shè)備B告知服務(wù)器S，用戶設(shè)備B想與用戶設(shè)備A進(jìn)行通信，因此，本說(shuō)明書(shū)中ID^稱為用戶設(shè)備B請(qǐng)求通信的消息； 用戶設(shè)備B利用所述計(jì)算得出的IDpYf和Ze，通過(guò)哈希函數(shù)計(jì)算得出用戶B向服務(wù)器S證明其合法身份的驗(yàn)證信息AuthB，即AuthB = H2 (DBS， Y ZB); S140，用戶設(shè)備B將步驟S130計(jì)算所得用戶設(shè)備B的整體信息ID^、掩碼后的第一 Diff ie-Hellman密鑰成分Y*以及驗(yàn)證信息AuthB發(fā)送給服務(wù)器S ; 需要說(shuō)明的是，步驟110-120與步驟130-140并不因步驟的順序而決定時(shí)間的先
后，步驟130-140可與步驟110-120同時(shí)執(zhí)行，也可以在步驟110-120之前執(zhí)行； S150，服務(wù)器S驗(yàn)證所述用戶設(shè)備A發(fā)送的驗(yàn)證信息AuthA，如果驗(yàn)證通過(guò)，隨機(jī)選
擇參數(shù)r，reZ:，利用參數(shù)r計(jì)算用戶設(shè)備A的第二 Diff ie-Hellman密鑰成分X'，即X'
=rX，并計(jì)算得出向用戶設(shè)備A證明服務(wù)器S的合法身份的驗(yàn)證消息AuthSA，以及本次會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID ; 服務(wù)器S驗(yàn)證所述用戶設(shè)備B發(fā)送的驗(yàn)證信息AuthB，如果驗(yàn)證通過(guò)，利用所述選取的參數(shù)r，計(jì)算用戶設(shè)備B的第二 Diff ie-Hellman密鑰成分Y'，即Y' = rY，并計(jì)算得出向用戶設(shè)備B證明服務(wù)器S的合法身份的驗(yàn)證消息AuthSB ; S160，服務(wù)器S將步驟150中計(jì)算所得的用戶設(shè)備A的第二 Diff ie-Hellman密鑰成分X'、向用戶設(shè)備B證明服務(wù)器S的合法身份的驗(yàn)證消息AuthSB以及會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID，發(fā)送給用戶設(shè)備B; S170，服務(wù)器S將步驟150中計(jì)算所得的用戶設(shè)備B的第二 Diff ie-Hellman密鑰成分Y'、向用戶設(shè)備A證明服務(wù)器S的合法身份的驗(yàn)證消息AuthSA以及會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID，發(fā)送給用戶設(shè)備A; 需要說(shuō)明的是本步驟與步驟160并不因步驟的順序而說(shuō)明時(shí)間的先后，本步驟可與步驟160同時(shí)執(zhí)行，或在其之前執(zhí)行； S180，用戶設(shè)備A對(duì)步驟S170中服務(wù)器S發(fā)送的用戶設(shè)備B的第二Diffie-Hellman密鑰成分Y'、會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID以及步驟SllO中計(jì)算所得的用戶設(shè)備A的第一秘密值ZA，進(jìn)行哈希函數(shù)計(jì)算，即HJID，Y' ，ZA); 用戶設(shè)備A驗(yàn)證所述服務(wù)器S發(fā)送的證明其合法身份的驗(yàn)證消息Auth^是否等于HJID， Y' ， Z》，如果等于，驗(yàn)證通過(guò)，計(jì)算會(huì)話密鑰，否則，結(jié)束會(huì)話；其中所述計(jì)算會(huì)話密鑰包括 用戶設(shè)備A利用選取的參數(shù)x和步驟S170中服務(wù)器S發(fā)送的用戶設(shè)備B的第二Diffie-Hellman密鑰成分Y'進(jìn)行計(jì)算，得出Diff ie-Hellman密鑰cs，即cs = xY'，其中，Y' = rY = ryP ; 對(duì)所述Diffie-Hellman密鑰cs進(jìn)行哈希函數(shù)的運(yùn)算，得出會(huì)話密鑰skA，即skA =H。(ID， cs); S190，用戶設(shè)備B利用步驟S160中服務(wù)器S發(fā)送的用戶設(shè)備A的第二Diffie-Hellman密鑰成分X'和會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID，并利用步驟S130中計(jì)算所得用戶設(shè)備B的第一秘密值ZB，通過(guò)哈希函數(shù)計(jì)算，即HJID，X' ，ZB); 用戶設(shè)備B驗(yàn)證所述服務(wù)器S發(fā)送的證明服務(wù)器S的合法身份的驗(yàn)證消息AuthSB是否等于& (ID， X' ， ZB)，如果等于，驗(yàn)證通過(guò)，計(jì)算會(huì)話密鑰，否則，結(jié)束會(huì)話；其中所述計(jì)算會(huì)話密鑰包括 用戶設(shè)備B利用選取的參數(shù)y和步驟S160中服務(wù)器S發(fā)送的用戶設(shè)備A的第二Diffie-Hellman密鑰成分X'進(jìn)行計(jì)算，得出Diff ie-Hellman密鑰cs，即cs = yX'，其中，X' = rX = rxP ; 對(duì)所述Diffie-Hellman密鑰cs進(jìn)行哈希函數(shù)的運(yùn)算，得出會(huì)話密鑰skB，即skB =H。(ID， cs)。 其中，用戶設(shè)備B計(jì)算得出的會(huì)話密鑰ske與用戶設(shè)備A計(jì)算得出的會(huì)話密鑰skA 相同。 所述步驟S150包括服務(wù)器S對(duì)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的驗(yàn)證信息進(jìn)行驗(yàn)證和
相應(yīng)計(jì)算，參見(jiàn)圖2所示，具體包括以下步驟 S151，服務(wù)器S對(duì)用戶設(shè)備A的驗(yàn)證信息進(jìn)行驗(yàn)證； S152，服務(wù)器S對(duì)用戶設(shè)備B的驗(yàn)證信息進(jìn)行驗(yàn)證； S153，服務(wù)器S計(jì)算用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的Diffie-Hellman密鑰成分、證明 自身身份信息的驗(yàn)證信息和會(huì)話標(biāo)識(shí)； 其中，S151中，服務(wù)器S對(duì)用戶設(shè)備A的驗(yàn)證信息進(jìn)行驗(yàn)證，具體可以包括以下步 驟 S1511，服務(wù)器S利用與用戶設(shè)備A共享的口令p^和所述用戶設(shè)備A的掩碼后 的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X*，通過(guò)哈希函數(shù)的運(yùn)算計(jì)算得出用戶設(shè)備A的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X，即X = X*- S (pwA)Q ; S1512，服務(wù)器S利用步驟S1511中計(jì)算得出的用戶設(shè)備A的第一Diffie-Hellman 密鑰成分X、服務(wù)器的私鑰s以及所述用戶設(shè)備A請(qǐng)求通信的消息ID^，通過(guò)利用雙線性對(duì) 和哈希函數(shù)運(yùn)算，得出用戶設(shè)備A的第二秘密值ZSA，即ZSA = e(sX， H(IDAS， X));
S1513，對(duì)所述用戶設(shè)備A請(qǐng)求通信的消息IDp用戶設(shè)備A的掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X*以及步驟S1512計(jì)算得出的用戶設(shè)備A的第二秘密值ZSA，進(jìn) 行哈希函數(shù)運(yùn)算，即H2 (IDAS， X*， ZSA); S1514，驗(yàn)證用戶設(shè)備A發(fā)送的驗(yàn)證信息AuthA = H2(IDAS， X*， ZA)是否等于步驟 S1513計(jì)算所得的H2 (IDAS， X ZSA)，如果等于，則說(shuō)明用戶設(shè)備A的驗(yàn)證信息AuthA中的用戶 設(shè)備A的第一秘密值ZA = e (xPs， H(DAS， X))，與服務(wù)器S計(jì)算得出的用戶設(shè)備A的第二秘密 值ZsA二e(sX，H(IDAs，X))相等，其中服務(wù)器公鑰Ps二sP，用戶設(shè)備A的第一Diffie-Hellman 密鑰成分X = xP，說(shuō)明用戶設(shè)備A為合法用戶，驗(yàn)證通過(guò)，進(jìn)入步驟S153，否則結(jié)束會(huì)話；
其中，S152中，服務(wù)器S對(duì)用戶設(shè)備B的驗(yàn)證信息進(jìn)行驗(yàn)證，具體可以包括以下步 驟 S1521，服務(wù)器S利用與用戶設(shè)備B共享的口令p^和所述用戶設(shè)備A的掩碼后 的第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y*，通過(guò)哈希函數(shù)的運(yùn)算計(jì)算得出用戶設(shè)備B的第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y，即Y = Y*_ S (pwB)Q ; S1522,服務(wù)器S利用步驟S1521中計(jì)算得出的用戶設(shè)備B的第一 Diff ie-Hellman 密鑰成分Y、服務(wù)器的私鑰s以及所述用戶設(shè)備B請(qǐng)求通信的消息ID^，通過(guò)利用雙線性對(duì) 和哈希函數(shù)運(yùn)算得出用戶設(shè)備B的第二秘密值ZSB，即ZSB = e(sY， H(IDBS， Y));
S1523，對(duì)所述用戶設(shè)備B請(qǐng)求通信的消息IDBS、用戶設(shè)備B的掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y*以及步驟S1522計(jì)算得出用戶設(shè)備B的第二秘密值4，進(jìn)行 哈希函數(shù)運(yùn)算，即H2 (IDBS， Y*， ZSB); S1524，驗(yàn)證用戶設(shè)備B發(fā)送的驗(yàn)證信息AuthB = H2(IDBS， Y*， ZB)是否等于步驟 S1523計(jì)算所得的H2 (IDBS， Y ZSB)，如果等于，則說(shuō)明用戶設(shè)備B的驗(yàn)證信息AuthB中的用戶 設(shè)備B的第一秘密值ZB = e (yPs， H(IDBS， Y))，與服務(wù)器S計(jì)算得出的用戶設(shè)備B的第二秘密值ZsB二e(sY，H(IDBs，Y))相等，其中服務(wù)器公鑰Ps二sP，用戶設(shè)備B的第一Diffie-Hellman 密鑰成分Y = yP，說(shuō)明用戶設(shè)備B為合法用戶，驗(yàn)證通過(guò)，進(jìn)入步驟S153，否則結(jié)束會(huì)話；
其中，S153中，服務(wù)器S計(jì)算用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的Diffie-Hellman密鑰成 分、證明自身身份信息的驗(yàn)證信息和會(huì)話標(biāo)識(shí)，具體可以包括以下步驟
服務(wù)器S隨機(jī)選取參數(shù)r， r e Z:,利用參數(shù)r分別計(jì)算用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B
的第二Diffie-Hellman密鑰成分X'和Y'，其中，X' = rX， Y' = rY ;
服務(wù)器S對(duì)所述用戶設(shè)備B的第二秘密值Z^和所述用戶設(shè)備A的第二 Diffie-Hellman密鑰成分X'，進(jìn)行哈希函數(shù)運(yùn)算得出向用戶設(shè)備B證明其身份的驗(yàn)證信 息AuthsB，即AuthSB = H丄(ID， X' ， ZSB); 服務(wù)器S對(duì)所述用戶設(shè)備A的第二秘密值Z^和所述用戶設(shè)備B的第二 Diffie-Hellman密鑰成分Y'，進(jìn)行哈希函數(shù)運(yùn)算，得出向用戶設(shè)備B證明其身份的驗(yàn)證信 息AuthSA，即AuthSA = H丄(ID， Y' ， ZSA); 其中，ID = (A， B， S， X*， Y*) ， ID是用戶A、用戶B和服務(wù)器S的身份信息以及用戶 A、用戶B發(fā)送的掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分的消息級(jí)聯(lián)，作為本次會(huì)話唯一的 會(huì)話標(biāo)識(shí)； 需要說(shuō)明的是，步驟S1511與步驟S1521并不因步驟的順序而決定時(shí)間的先后，所 述步驟S1511可以與步驟SI521同時(shí)執(zhí)行，或在步驟SI521之前執(zhí)行。
參見(jiàn)圖3，對(duì)于上述實(shí)施例，在步驟SI 10之前還可以包括用戶設(shè)備A給用戶設(shè)備B 發(fā)送即時(shí)信息，告知用戶設(shè)備B請(qǐng)求進(jìn)行通信，具體步驟包括 S100，用戶設(shè)備A向服務(wù)器S發(fā)送即時(shí)信息ABS，請(qǐng)求與用戶設(shè)備B進(jìn)行通信；其 中，所述即時(shí)信息ABS可以是用戶設(shè)備A隨機(jī)選擇發(fā)送的信息； S101，服務(wù)器S將用戶設(shè)備A發(fā)送的即時(shí)信息ABS，發(fā)送給用戶設(shè)備B，告知用戶設(shè) 備B，用戶設(shè)備A請(qǐng)求與其進(jìn)行通信。 上述步驟S100和S101在用戶設(shè)備A或用戶設(shè)備B計(jì)算請(qǐng)求通信信息、密鑰成分 和驗(yàn)證信息之前執(zhí)行，作用在于使用戶設(shè)備A提前通知用戶設(shè)備B，請(qǐng)求與其進(jìn)行通信，達(dá) 到觸發(fā)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B向服務(wù)器發(fā)送信息的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，也 可以是用戶設(shè)備B向用戶設(shè)備A發(fā)送即時(shí)信息請(qǐng)求通信，用戶設(shè)備A或用戶設(shè)備B也可以 采用其他方式達(dá)到通知對(duì)端用戶設(shè)備，請(qǐng)求通信的目的，上述步驟提供的方法并不構(gòu)成對(duì) 本發(fā)明技術(shù)方案的限制。 對(duì)于前述的方法實(shí)施例，為了簡(jiǎn)單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些 步驟可以采用其他順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說(shuō)明書(shū)中所描述 的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作并不一定是本發(fā)明所必須的。
通過(guò)以上的方法實(shí)施例的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可 借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過(guò)硬件，但很多情況下前者 是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢 獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包 括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí) 行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。 以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人
員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)
視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種三方口令認(rèn)證密鑰交換方法，其特征在于，包括以下步驟1)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別計(jì)算請(qǐng)求通信的信息、掩碼后的第一Diffie-Hellman密鑰成分信息和向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息；2)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別向所述服務(wù)器S發(fā)送所述請(qǐng)求通信的信息、掩碼后的第一Diffie-Hellman密鑰成分信息和向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息；3)服務(wù)器S分別驗(yàn)證所述用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B發(fā)送的證明自身合法身份的驗(yàn)證信息，如果通過(guò)驗(yàn)證，服務(wù)器S分別利用所述掩碼后的第一Diffie-Hellman密鑰成分信息，分別計(jì)算得出用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的第二Diffie-Hellman密鑰成分信息，并發(fā)送給對(duì)端用戶，分別計(jì)算并發(fā)送向用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信息和會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID；4)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別驗(yàn)證所述的證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信息，如果都通過(guò)驗(yàn)證，用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別計(jì)算產(chǎn)生會(huì)話密鑰。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別向服務(wù)器 S發(fā)送信息之前，還包括用戶設(shè)備A向服務(wù)器S發(fā)送請(qǐng)求與用戶設(shè)備B通信的隨機(jī)信息； 服務(wù)器S將所述請(qǐng)求通信的隨機(jī)信息發(fā)送給用戶設(shè)備B。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)，包括11) 用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別隨機(jī)選擇參數(shù)x和y，利用參數(shù)x和y，分別計(jì)算得出 用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X和Y ;其中<formula>formula see original document page 2</formula> Zq是整數(shù)模q的一個(gè)剩余類群，P是^的生成元，^表示橢圓曲線上階為大素?cái)?shù)q的加法循環(huán)群；12) 用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別利用與服務(wù)器S共享的口令pwA和pwB，通過(guò)哈希函 數(shù)對(duì)所述第一 Diffie-Hellman密鑰成分X和Y進(jìn)行掩碼計(jì)算，得出用戶設(shè)備A的掩碼后的 第一 Diffie-Hellman密鑰成分X 和用戶設(shè)備B的掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成 分Y、其中<formula>formula see original document page 2</formula>Q， S是{0,1}* — Z:的哈希函數(shù)，Z: =[1,《—1],Zq是整數(shù)模q的一個(gè)剩余類群，Q是^的生成元，^表示橢圓曲線上階為大素?cái)?shù)q的加法 循環(huán)群；13) 用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別利用提前獲得的服務(wù)器S的公鑰Ps以及所述第一 Diffie-Hellman密鑰成分X和Y，并通過(guò)利用雙線性對(duì)和哈希函數(shù)運(yùn)算分別計(jì)算得出用戶 設(shè)備A的第一秘密值ZA和請(qǐng)求通信的消息IDp用戶設(shè)備B的第一秘密值ZB和請(qǐng)求通信的 消息IDBS ;其中，<formula>formula see original document page 2</formula> IDAs是將用戶設(shè)備A、用戶設(shè)備B和服 務(wù)器S的身份信息經(jīng)過(guò)一定編碼組合起來(lái)得到的一個(gè)整體信息，<formula>formula see original document page 2</formula> IDBS是將用戶設(shè)備B、用戶設(shè)備A以及服務(wù)器 S的身份信息經(jīng)過(guò)一定編碼組合起來(lái)得到一個(gè)整體信息，Ps = sP， H是{0， l廣一^的哈希函數(shù)，e是^ — G2的雙線性對(duì)，^表示橢圓曲線 上階為大素?cái)?shù)q的加法循環(huán)群，G2表示階為大素?cái)?shù)q的乘法循環(huán)群，P是^的生成元；14)用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別利用所述請(qǐng)求通信的消息、掩碼后的第一 Diffie-Hellman密鑰成分和第一秘密值，計(jì)算得出用戶A向服務(wù)器S證明其合法身份的驗(yàn) 證信息Aut^，和用戶設(shè)備B向服務(wù)器S證明其合法身份的驗(yàn)證信息AuthB ;其中，AutgA = H2 (IDAS， X*， ZA) ， AutgB = H2 (IDBS， T*， ZB)，Hi是(O,ir ^ {0,1}'' (i = 1，2)的哈希函數(shù)，其中Mi = 1，2)是哈希函數(shù)的安全參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中，所述服務(wù)器S分別驗(yàn)證用 戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B發(fā)送的所述用戶向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息，包括31) 服務(wù)器S利用與用戶設(shè)備A共享的口令p^和用戶設(shè)備A的掩碼后的第 一 Diffie-Hellman密鑰成分X 通過(guò)哈希函數(shù)的運(yùn)算計(jì)算得出用戶設(shè)備A的第一 Diffie-Hellman密鑰成分X ;服務(wù)器S利用與用戶設(shè)備B共享的口令pwB和掩碼的 第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y*，通過(guò)哈希函數(shù)的運(yùn)算計(jì)算得出用戶設(shè)備B的第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y ;其中，X二n (PWa)Q，Y = Y*-S (pwB)Q， S是{0,1}*—Z:的哈希函數(shù)，Z〉[U-1]，Zq是整數(shù)模q的一個(gè)剩余類群，Q是^的生成元，^表示橢圓曲線上階為大素?cái)?shù)q的加法 循環(huán)群；32) 服務(wù)器S利用步驟31)中計(jì)算得出的用戶設(shè)備A的第一 Diffie-Hellman密鑰成 分X、服務(wù)器的私鑰s以及用戶設(shè)備A請(qǐng)求通信的消息ID^，并通過(guò)利用雙線性對(duì)和哈希函 數(shù)運(yùn)算得出用戶設(shè)備A的第二秘密值ZSA ;服務(wù)器S利用步驟31)中計(jì)算得出的用戶設(shè)備B 的第一 Diffie-Hellman密鑰成分Y、服務(wù)器的私鑰s以及用戶設(shè)備B請(qǐng)求通信的消息IDBS， 并通過(guò)雙線性對(duì)和哈希函數(shù)運(yùn)算得出用戶設(shè)備B的第二秘密值ZSB ;其中，ZSA = e(sX， H(IDAS， X)) ， XSB = e(sY， H(IDBS， Y)) ， H是{0， 1} * — G丄的哈希函數(shù)， e是^X^ —62的雙線性對(duì)，^表示橢圓曲線上階為大素?cái)?shù)q的加法循環(huán)群，G2表示階為 大素?cái)?shù)q的乘法循環(huán)群；33) 服務(wù)器S對(duì)所述用戶設(shè)備A的請(qǐng)求通信的消息IDp掩碼后的第一Diffie-Hellman 密鑰成分f以及步驟32)中計(jì)算得出的用戶設(shè)備A的第二秘密值Z^，進(jìn)行哈希函數(shù)運(yùn)算，即H2(IDas，X Zsa);服務(wù)器S對(duì)所述用戶設(shè)備B的請(qǐng)求通信的消息IDbs、掩礙后的第一 Diffie-Hellman 密鑰成分Y*以及步驟32)計(jì)算得出用戶設(shè)備B的第二秘密值ZSB，進(jìn)行哈希函數(shù)運(yùn)算，即 H2(IDBS，Y*， ZSB);34) 服務(wù)器S驗(yàn)證用戶設(shè)備A發(fā)送的驗(yàn)證信息AuthA是否等于步驟33)計(jì)算所得的 H2(IDAS， X*， ZSA)，如果等于，驗(yàn)證通過(guò)，否則結(jié)束會(huì)話；服務(wù)器S驗(yàn)證用戶設(shè)備B發(fā)送的驗(yàn)證信息AuthB是否等于步驟33)計(jì)算所得的H2 (IDBS， Y*， Zj，如果等于，驗(yàn)證通過(guò)，否則結(jié)束會(huì)話。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中，所述服務(wù)器S分別計(jì)算向 用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信息和會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID，包括服務(wù)器S隨機(jī)選取參數(shù)r，利用參數(shù)r分別計(jì)算用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的第二Diffie-Hellman密鑰成分X'和Y'，其中，X' = rX， Y' =rY，reZ*;服務(wù)器S對(duì)所述用戶設(shè)備B的第二秘密值ZsB和所述用戶設(shè)備A的第二Diffie-Hellman密鑰成分X'，進(jìn)行哈希函數(shù)運(yùn)算得出向用戶設(shè)備B證明其身份的驗(yàn)證信息AuthSB，其中，AuthSB = H丄(ID， X' ， ZSB);服務(wù)器S對(duì)所述用戶設(shè)備A的第二秘密值ZsA和所述用戶設(shè)備B的第二Diffie-Hellman密鑰成分Y'，進(jìn)行哈希函數(shù)運(yùn)算，得出向用戶設(shè)備B證明其身份的驗(yàn)證信息Auth^其中，AuthSA = H丄(ID， Y' ， ZSA);其中，ID = (A， B， S， X*， Y*) ， ID是用戶A、用戶B和服務(wù)器S的身份信息以及用戶設(shè)備A、用戶設(shè)備B發(fā)送的掩碼后的第一 Diff ie-Hellman密鑰成分的消息級(jí)聯(lián)，作為本次會(huì)話唯一的會(huì)話標(biāo)識(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中，用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別驗(yàn)證所述證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信息，包括用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別對(duì)所述服務(wù)器S發(fā)送的第二 Diff ie-Hellman密鑰成分X'和Y'、會(huì)話的標(biāo)識(shí)ID、第一秘密值ZB和ZA，進(jìn)行哈希函數(shù)運(yùn)算，即HJID， Y' ， ZA)和HJID，X' ，ZB);用戶設(shè)備A驗(yàn)證所述服務(wù)器S發(fā)送的證明其合法身份的驗(yàn)證消息AuthSA是否等于& (ID， Y' ， ZA)，如果等于，驗(yàn)證通過(guò)，計(jì)算會(huì)話密鑰，否則，結(jié)束會(huì)話；用戶設(shè)備B驗(yàn)證所述服務(wù)器S發(fā)送的證明服務(wù)器S的合法身份的驗(yàn)證消息AuthSB是否等于& (ID， X' ， ZB)，如果等于，驗(yàn)證通過(guò)，計(jì)算會(huì)話密鑰，否則，結(jié)束會(huì)話。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中，用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別計(jì)算產(chǎn)生會(huì)話密鑰，包括用戶設(shè)備A計(jì)算Diffie-Hellman密鑰cs = xY'，其中，Y' = rY = ryP ;用戶設(shè)備B計(jì)算Diffie-Hellman密鑰cs = yX'，其中，X' = rX = rxP ;用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別對(duì)所述Diffie-Hellman密鑰cs進(jìn)行哈希函數(shù)的運(yùn)算，得出會(huì)話密鑰sk，即sk = H。(ID， cs);其中，P是^的生成元，^表示橢圓曲線上階為大素?cái)?shù)q的加法循環(huán)群。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三方口令認(rèn)證密鑰交換方法，包括用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別計(jì)算并發(fā)送請(qǐng)求通信的信息、第一Diffie-Hellman密鑰成分信息和向服務(wù)器S證明自身合法身份的驗(yàn)證信息；服務(wù)器S驗(yàn)證所述的驗(yàn)證信息，如果驗(yàn)證成功，服務(wù)器S分別計(jì)算用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B的第二Diffie-Hellman密鑰成分信息，并發(fā)送給對(duì)端用戶，服務(wù)器S計(jì)算并發(fā)送向用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信息；用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別驗(yàn)證所述的證明服務(wù)器S自身合法身份的驗(yàn)證信息，如果通過(guò)驗(yàn)證，用戶設(shè)備A和用戶設(shè)備B分別計(jì)算產(chǎn)生會(huì)話密鑰。
文檔編號(hào)H04L9/32GK101702645SQ20091024653
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者季新生, 張汝云, 彭建華, 江濤, 程慶豐, 許明艷, 馬傳貴, 魏福山 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)