專利名稱：信息保密與身份認(rèn)證方法和數(shù)字簽名程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信和信息安全技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
信息，常常涉及機(jī)構(gòu)和個(gè)人的機(jī)密、隱私與財(cái)產(chǎn)；在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，尤其是在互聯(lián)網(wǎng)環(huán) 境下，這些重要信息很容易被盜竊和泄露，導(dǎo)致難以彌補(bǔ)的損失。因此，信息保密便成為人 們普遍關(guān)心的問題。信息保密的基本技術(shù)思路，是采用一定的密碼算法結(jié)合密鑰，對(duì)需要 保密的信息明文進(jìn)行加密，生成亂碼密文?，F(xiàn)行實(shí)用的密碼算法已經(jīng)有許多種，其中一些 早已成為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如DES、 AES、 RSA、 DSA等。信息最容易在輸入、存儲(chǔ)和傳輸環(huán)節(jié)發(fā)生泄 密，加密手段也相應(yīng)地分別著眼于信源加密和信道加密。許多實(shí)用通信軟件更多關(guān)注信道 加密，通過傳輸控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)得很好，但對(duì)信源加密卻重視不夠，而留給獨(dú)立的加密軟件或 硬件去處理?，F(xiàn)實(shí)中，大多數(shù)電子郵箱和即時(shí)通信服務(wù)軟件都如此，以至于即使是未經(jīng)授 權(quán)的人，只要一進(jìn)入郵箱或聊天空間，私密信息便一覽無余。"電子郵件加解密方法及其儲(chǔ) 存媒體與模塊"(中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?00510079693. 9)，是屬于信源加密的一項(xiàng)技術(shù)方 法，提出選擇和標(biāo)識(shí)正文中的某些部分并決定對(duì)應(yīng)密碼組，而在傳送時(shí)進(jìn)行加密。該發(fā)明 強(qiáng)調(diào)選擇的靈活性，但有幾點(diǎn)不足一是操作效率低，選擇之后還要標(biāo)識(shí)、定密碼；二是延 后至傳送時(shí)才加密，不能應(yīng)對(duì)編輯輸入時(shí)旁人靠近偷窺；三是采用對(duì)稱密碼算法AES，而且 在密文中藏匿密碼，密鑰因交換而發(fā)生泄露的風(fēng)險(xiǎn)大。"信息保密方法和程序"(中國發(fā)明 專利申請(qǐng)?zhí)?00910136867. 9)，也基于信源加密，提出了即時(shí)加密和即時(shí)解密新概念并設(shè) 計(jì)了實(shí)用程序，雖也述及共享情況，但并未明確密鑰交換機(jī)理，事實(shí)上其實(shí)施例為了簡(jiǎn)化 也采用的是對(duì)稱密碼算法，因此也同樣需要改進(jìn)。"登錄認(rèn)證方法"(中國發(fā)明專利中請(qǐng)?zhí)?200810109084. 7)，提出了在挑戰(zhàn)響應(yīng)機(jī)制下，兼容口令認(rèn)證和簽名認(rèn)證兩種方式而讓用戶
自主選擇，雖然也引入了密碼裝置硬件，但對(duì)密碼裝置硬件的多樣性支持并未作考慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于非對(duì)稱密碼算法和公鑰體制(PKI)，應(yīng)用于信息保密、身份認(rèn)證和數(shù) 字簽名，并給出新的實(shí)用技術(shù)方法和程序，旨在保護(hù)信息的秘密，以及鑒別身份與數(shù)據(jù)的真 偽。 本發(fā)明首先提出一種信息保密方法，涉及對(duì)信息的加密和解密。本發(fā)明方法的基 本思路，是結(jié)合采用對(duì)稱密碼算法和非對(duì)稱密碼算法，實(shí)現(xiàn)讓多個(gè)(即兩個(gè)以上)收信方， 能夠共享同一密文并從中交換密鑰。 一般而言，通過通信或其他手段(如拷貝)傳遞信息文 本或文件，發(fā)信方即為加密方，收信方即為解密方。出于信息保密的考慮，發(fā)信方要將信息 明文加密生成信息密文，然后才發(fā)出；收信方則要將收到的信息密文解密，還原獲得信息明 文。這里所說的明文，并不排除此前其部分或全部可能還經(jīng)歷過某些加密、壓縮等處理。在 發(fā)信方，確定一個(gè)對(duì)稱密鑰，稱之為會(huì)話密鑰或共享密鑰，采用對(duì)稱密碼算法，將信息明文 加密生成信息密文。會(huì)話密鑰可以通過用戶輸入或隨機(jī)產(chǎn)生，甚至通過密碼裝置生成。至于對(duì)稱密碼算法，有許多種可供選擇，典型的如DES、3DES、AES等。采用對(duì)稱密碼算法的考慮， 一是加解密運(yùn)算速度快，二是密鑰共享方便。為了實(shí)現(xiàn)會(huì)話密鑰的保密交換(保密傳遞)， 好讓收信方安全地取得會(huì)話密鑰以用之于解密，處理辦法是在發(fā)信方，用收信方的非對(duì)稱 密鑰對(duì)中的公開密鑰(簡(jiǎn)稱公鑰)，通過非對(duì)稱密碼算法來加密會(huì)話密鑰，生成密鑰副本存 放于密鑰密文部分；在收信方，從密鑰密文部分取得密鑰副本，用自己的非對(duì)稱密鑰對(duì)中的 私人密鑰(簡(jiǎn)稱私鑰)，通過非對(duì)稱密碼算法來解密獲得會(huì)話密鑰。典型的非對(duì)稱密碼算 法，如RSA等。將密鑰密文與信息密文關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)于同一文本或同一文件中，從而構(gòu)成復(fù)合密 文。發(fā)信方要發(fā)送給收信方的密文，便是這樣的復(fù)合密文。針對(duì)有多個(gè)收信方的情形，本 發(fā)明的辦法是在發(fā)信方，一次針對(duì)多個(gè)收信方，分別用每一個(gè)收信方的公鑰來加密會(huì)話密 鑰，生成對(duì)應(yīng)的密鑰副本，集中存放于密鑰密文區(qū)；而且，各個(gè)收信方的身份標(biāo)識(shí)或其使用 的密碼裝置標(biāo)識(shí)(兩種標(biāo)識(shí)以下合稱身份標(biāo)識(shí))，作為檢索密鑰副本的關(guān)鍵字集合，構(gòu)成索 引部，邏輯上視同于密鑰密文區(qū)的一部分，建立身份標(biāo)識(shí)與密鑰副本之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。密鑰 密文(包含索引部)與信息密文關(guān)聯(lián)地共同存儲(chǔ)于同一文本或同一文件，密鑰密文通常存 放在文本或文件的頭部，也可以存放在文本或文件的尾部。在各個(gè)收信方，用各自的身份標(biāo) 識(shí)或密碼裝置標(biāo)識(shí)，從密鑰密文區(qū)中檢索出對(duì)應(yīng)的密鑰副本，再用其私鑰解密該密鑰副本 而獲取會(huì)話密鑰，然后用所得會(huì)話密鑰解密信息密文還原出信息明文。如此，由多個(gè)收信方 的密鑰副本與身份標(biāo)識(shí)索引部合成的密鑰密文，與信息密文同文關(guān)聯(lián)共存，使得同一文本 或同一文件因集合多方密鑰作用而實(shí)現(xiàn)同文保密共享，便構(gòu)成了本發(fā)明方法的基本特征。
上述信息保密方法，所述復(fù)合密文中的索引部還有一個(gè)檢驗(yàn)控制作用，就是限定 對(duì)共享密文的解密存取。在打開密文檢索密鑰副本的過程中，從索引部檢索比對(duì)解密者的 身份標(biāo)識(shí)的失敗，將導(dǎo)致所述獲取會(huì)話密鑰過程的中止，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)解密信息密文操 作的拒絕。 關(guān)于密鑰密文區(qū)，還可以包含以發(fā)信方的公鑰加密會(huì)話密鑰所生成的密鑰副本， 其中的索引部也包含發(fā)信方的身份標(biāo)識(shí)作為索引關(guān)鍵字，以便發(fā)信方也能夠與收信方共享 同一復(fù)合密文，從中檢索出其對(duì)應(yīng)密鑰副本，解密獲取會(huì)話密鑰，再解密還原其所加密的文 本或文件。這種共享的情形在即時(shí)通信和收發(fā)電子郵件時(shí)十分必要。 上述信息保密方法，所述同文保密共享的效果，就好比為一扇門只上一把鎖，卻配 制有多把鑰匙，而每一把鑰匙都能獨(dú)立打開門。 本發(fā)明還提出一種信息保密方法，也涉及對(duì)信息的加密和解密。本發(fā)明方法的基 本思路，是結(jié)合采用對(duì)稱密碼算法和非對(duì)稱密碼算法，實(shí)現(xiàn)讓多方(即兩方以上)，能夠共 管同一密文并相互制約。處理辦法的基礎(chǔ)也是，既采用對(duì)稱密碼算法，以會(huì)話密鑰來加密信 息明文生成信息密文，和解密信息密文還原信息明文；又采用非對(duì)稱密碼算法，以公鑰來加 密會(huì)話密鑰生成密鑰密文，而以私鑰來解密密鑰密文獲取會(huì)話密鑰，密鑰密文與信息密文 關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)于同一文本或同一文件中而構(gòu)成復(fù)合密文。對(duì)于需要共同管制同一文本或文件秘 密的一組多個(gè)(即兩個(gè)以上)關(guān)系人，加密時(shí)，將該組關(guān)系人按一定順序排列，依次先用第 一人的公鑰來加密會(huì)話密鑰而生成第一密鑰副本，再用第二人的公鑰來加密之前的第一密 鑰副本而生成第二密鑰副本，繼續(xù)這樣處理下去，直到用最后一人的公鑰來加密之前的最 近一個(gè)密鑰副本而生成最終的密鑰副本，并將該最終的密鑰副本保存在密鑰密文區(qū)；解密 時(shí)，則從密鑰密文中提取該最終的密鑰副本(也視為倒數(shù)第一的密鑰副本)，再按與加密時(shí)
5的相反順序，依次先用最后一人(倒數(shù)第一人)的私鑰來解密該最終的密鑰副本得出倒數(shù) 第二的密鑰副本，再用倒數(shù)第二人的私鑰來解密該倒數(shù)第二的密鑰副本得出倒數(shù)第三的密 鑰副本，繼續(xù)這樣的處理下去，直到用倒數(shù)最后一人(即加密時(shí)的第一人)的私鑰來解密最
近生成的密鑰副本得出原來的會(huì)話密鑰，然后以此會(huì)話密鑰，才能去解密信息密文還原信 息明文。前述加密密鑰副本的過程，稱之為迭代加密；相應(yīng)地，解密密鑰副本的過程，則稱之 為迭代解密。密鑰密文中存儲(chǔ)的密鑰副本，只需是最終的密鑰副本，其余密鑰副本都只是過 渡性的不必保留。同組關(guān)系人的全部身份標(biāo)識(shí)及其排列順序也都存儲(chǔ)在密鑰密文中，作為 索引部。如此，由多方關(guān)系人的公鑰依序迭代加密密鑰副本所生成的最終的密鑰副本，與身 份標(biāo)識(shí)索引部合成的密鑰密文，又與信息密文同文關(guān)聯(lián)共存，使得同一文本或同一文件因 聯(lián)接多方密鑰作用而實(shí)現(xiàn)同文保密聯(lián)鎖，便構(gòu)成了本發(fā)明方法的基本特征。
上述信息保密方法，所述加密時(shí)的一定順序，可以明確為各個(gè)關(guān)系人身份標(biāo)識(shí)在 同一密鑰密文中存儲(chǔ)的先后順序；而所述解密時(shí)的相反順序，則是該存儲(chǔ)順序的逆反序。
由于非對(duì)稱密碼算法與公鑰體制的特點(diǎn)，每一次加密，數(shù)據(jù)分組的有效長度總小 于加密結(jié)果的數(shù)據(jù)長度，于是，反映在所述迭代加密的過程中，隨著迭代次數(shù)的遞增，將導(dǎo) 致所生成的密鑰副本長度逐漸伸長；而反映在所述迭代解密的過程中，隨著迭代次數(shù)的遞 增，則導(dǎo)致所生成的密鑰副本長度逐漸縮短。 上述信息保密方法，所述復(fù)合密文中的索引部還有一個(gè)檢驗(yàn)控制作用，就是限定 對(duì)聯(lián)鎖密文的解密存取。在打開密文迭代解密密鑰副本的過程中，從索引部檢索比對(duì)解密 者(關(guān)系人)的身份標(biāo)識(shí)的任意一次失敗，都將導(dǎo)致所述獲取會(huì)話密鑰過程的中止，進(jìn)而導(dǎo) 致系統(tǒng)對(duì)解密信息密文操作的拒絕。 上述信息保密方法，所述同文保密聯(lián)鎖的效果，就好比為一扇門上多把鎖，每把鎖 只配制一把鑰匙，必須用所有鑰匙對(duì)應(yīng)打開全部鎖，才能最終打開門，缺一不可。
本發(fā)明還提出一種身份認(rèn)證方法，用于軟件系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)?；镜乃悸罚遣捎?非對(duì)稱密碼算法，在客戶端采用密碼裝置硬件施行簽名，并結(jié)合挑戰(zhàn)響應(yīng)策略實(shí)現(xiàn)認(rèn)證。在 服務(wù)器端生成隨機(jī)數(shù)，發(fā)送給客戶端作為挑戰(zhàn)；客戶端收到此挑戰(zhàn)隨機(jī)數(shù)，即用客戶自己的 私鑰簽名，并將生成的簽名數(shù)據(jù)作為響應(yīng)回傳給服務(wù)器；服務(wù)器收到響應(yīng)簽名數(shù)據(jù)之后，即 用客戶的公鑰來驗(yàn)證判斷，從而鑒別用戶身份的真?zhèn)?。這里所說的簽名和驗(yàn)證，包括兩種情 形一是用私鑰直接加密隨機(jī)數(shù)生成簽名數(shù)據(jù)，而用公鑰來解密簽名數(shù)據(jù)還原出隨機(jī)數(shù)，再 比對(duì)原始隨機(jī)數(shù)得出驗(yàn)證結(jié)論；二是數(shù)字簽名和驗(yàn)證，用私鑰加密的是隨機(jī)數(shù)的散列值，而 不是隨機(jī)數(shù)本身。為了保障身份認(rèn)證的可靠性，采用密碼裝置硬件是必要的條件。對(duì)于具 體的軟件系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證的通用性和靈活性，可以兼容支持至少兩種 以上所述密碼裝置硬件，并且自動(dòng)識(shí)別區(qū)分和/或允許用戶自主選定。這樣的兼容性，構(gòu)成 了本發(fā)明方法的基本特征。 上述身份認(rèn)證方法，所述自動(dòng)識(shí)別區(qū)分，可以是在客戶端，由程序自行讀取密碼裝 置的產(chǎn)品識(shí)別碼和/或生產(chǎn)商識(shí)別碼來區(qū)分。所述用戶自主選定，可以是在注冊(cè)操作界面 或變更操作界面上，列舉出來而讓用戶選擇定制，和/或在登錄操作界面上列舉出來而讓 用戶選擇確定。 本發(fā)明還提出一種數(shù)字簽名程序， 其用于協(xié)同諸如即時(shí)通信、電子郵箱和其他 包含文本編輯功能的目標(biāo)應(yīng)用程序使用，但獨(dú)立運(yùn)行。本發(fā)明程序?qū)崿F(xiàn)確定的密碼算法(例如RSA算法)，可選地或優(yōu)選地，也配備和操控密碼裝置硬件(例如一種叫做密碼金鎧 的產(chǎn)品)，對(duì)信息文本施行數(shù)字簽名和對(duì)信息文本中的數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證。數(shù)字簽名數(shù)據(jù)原 本是字節(jié)序列，通過字節(jié)到可視字符集的影射(例如采用BASE64編碼)，能夠轉(zhuǎn)化為可顯示 文本。為了區(qū)分簽名數(shù)據(jù)與原始文本，可以在簽名時(shí)，將所生成的簽名數(shù)據(jù)自行加以標(biāo)記來 識(shí)別，并分行成塊排列。本發(fā)明程序的特征在于，所述數(shù)字簽名和驗(yàn)證，是針對(duì)目標(biāo)程序當(dāng) 前編輯窗口內(nèi)目標(biāo)范圍內(nèi)的文本進(jìn)行的即時(shí)簽名和即時(shí)驗(yàn)證，使得同一窗口目標(biāo)范同內(nèi)的 文本，被即時(shí)施行簽名并即時(shí)呈現(xiàn)在同一窗口內(nèi)，通常是附加在原有文本的尾部；當(dāng)其已有
簽名時(shí)則進(jìn)行驗(yàn)證并即時(shí)呈現(xiàn)驗(yàn)證結(jié)果。本發(fā)明程序生成的數(shù)字簽名數(shù)據(jù)，包含但不限于 下列信息項(xiàng)中的至少一項(xiàng)數(shù)字簽名標(biāo)識(shí)信息；簽名者身份標(biāo)識(shí)的信息；簽名者所用密碼 裝置標(biāo)識(shí)的信息。本發(fā)明程序?qū)嵤┓桨钢?，是通過模擬系統(tǒng)的剪貼板操作，來實(shí)現(xiàn)為即時(shí) 簽名和即時(shí)驗(yàn)證拾取文本和傳遞文本。模擬剪貼板操作涉及兩方面，一是模擬鍵盤組合按 鍵，實(shí)現(xiàn)編輯操作通用的全選、復(fù)制/剪切、粘貼操作，二是讀取和設(shè)置剪貼板數(shù)據(jù)。
本發(fā)明程序，所述即時(shí)簽名還允許多重簽名，即由多位簽名人或使用多個(gè)密碼裝 置分別簽名，所述即時(shí)驗(yàn)證采取對(duì)應(yīng)驗(yàn)證，即對(duì)應(yīng)于具體的簽名人或密碼裝置的簽名進(jìn)行 驗(yàn)證。 本發(fā)明程序的積極效果，是提供了一種便捷有效的數(shù)字簽名實(shí)用程序工具，而該 程序與應(yīng)用軟件都無關(guān)，因而具有普適通用性。


圖1是本發(fā)明信息保密方法，同文保密共享的示意圖。公鑰Pi和私鑰Vi，是共享 收信方中的第i個(gè)收信方(i = 1，2…n，其中可能有一個(gè)是發(fā)信方)所擁有的密鑰對(duì)；發(fā)信 方確定會(huì)話密鑰K，用來通過對(duì)稱密碼算法EM加密信息明文M以生成信息密文W，可表示為 W = EM(M)。發(fā)信方分別用第i個(gè)收信方的公鑰Pi，通過非對(duì)稱密碼算法EK來加密會(huì)話密 鑰K，生成對(duì)應(yīng)的密鑰副本Ci，可表示為Ci =EK(Pi，K)。發(fā)信方還集中全部收信方的身份 標(biāo)識(shí)，構(gòu)造索引部I，建立第i個(gè)身份標(biāo)識(shí)與密鑰副本Ci的對(duì)應(yīng)關(guān)系。索引部I與密鑰副本 集{Cl， C2…Cnh構(gòu)成密鑰密文G;而密鑰密文G與信息密文W，構(gòu)成復(fù)合密文F，共存為同 一個(gè)文件，供各個(gè)收信方所共享。解密時(shí)，第i個(gè)收信方從密鑰密文G中的索引部I，檢索出 其所對(duì)應(yīng)的密鑰副本Ci，然后用自己的私鑰Vi，通過非對(duì)稱密碼算法DK來解密該密鑰副本 Ci，獲取會(huì)話密鑰K，可表示為K = DK(Vi， Ci);再用會(huì)話密鑰K，來通過對(duì)稱密碼算法匿解 密信息密文W，而還原出信息明文M，可表示為M ==匿(W)。圖中連線的箭頭，表示傳遞或 作用的方向。 圖2是本發(fā)明信息保密方法，同文保密聯(lián)鎖的示意圖。公鑰Pi和私鑰Vi，是一組 共管關(guān)系人中第i個(gè)關(guān)系人(i = 1，2…n)所擁有的密鑰對(duì)。加密時(shí)，先確定會(huì)話密鑰K， 用來通過對(duì)稱密碼算法EM加密信息明文M以生成信息密文W，可表示為W = EM(M)。接著 將該組關(guān)系人按一定順序排列，這里假設(shè)就按下標(biāo)遞增順序排列，再依次分別用第1個(gè)關(guān) 系人的公鑰Pl，通過非對(duì)稱密碼算法EK來加密會(huì)話密鑰K，生成對(duì)應(yīng)的密鑰副本Cl ;對(duì)于 i > l，都用第i個(gè)關(guān)系人的公鑰Pi加密前一個(gè)密鑰副本Ci-l，而生成密鑰副本Ci，可表示 為Ci =EK(Pi，Ci-l)。又集中全部關(guān)系人的身份標(biāo)識(shí)，構(gòu)造索引部I，保存關(guān)系人的排列順 序。索引部I與最終的密鑰副本Cn，構(gòu)成密鑰密文G ;而密鑰密文G與信息密文W，構(gòu)成復(fù)合密文F，共存為同一個(gè)文件，由各個(gè)關(guān)系人所聯(lián)鎖。解密時(shí)，提取最終的密鑰副本Cn，循加 密時(shí)的相反順序，先由第n個(gè)關(guān)系人用其私鑰Vn，通過非對(duì)稱密碼算法DK來解密密鑰副本 Cn，得出過渡性密鑰副本Cn-l，可表示為Cn-1 = DK(Vn， Cn);再由第n-l個(gè)關(guān)系人用其私 鑰Vn-1解密密鑰副本Cn-l，得出過渡性密鑰副本Cn-2，可表示為Cn_2 = DK(Vn-l，Cn-l); 如此繼續(xù)進(jìn)行，直到由第1個(gè)關(guān)系人用其私鑰VI解密密鑰副本CI，獲取會(huì)話密鑰K，可表示 為K = DK(V1， CI);再用會(huì)話密鑰K，來通過對(duì)稱密碼算法匿解密信息密文W，而還原出信 息明文M，可表示為M ==匿(W)。圖中連線的箭頭，表示傳遞或作用的方向。
圖3是本發(fā)明，信息保密方法的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的程序界面示意圖。標(biāo)題欄(1)上 有程序名稱"信息保密程序"，右上角按慣例安排最小化按鈕(11)和關(guān)閉按鈕(12)。程序 的功能列出了操作(2)，分別有加密(21)和解密(22)可單選，前者是默認(rèn)選項(xiàng)。通過定義 處理(3)來約定加解密的處理方式，文件名也加密(31)不難理解，另存(32)若選中則加密 生成的密文將生成一個(gè)新的副本，下拉列表框(33)包含三種加密方式"獨(dú)占"、"共享"、"聯(lián) 鎖"。密鑰輸入框(41)接收用于加解密的密碼裝置序列號(hào)，按鈕(42)用于打開一個(gè)通訊錄 窗口，來管理和檢索密碼裝置序列號(hào)；文件輸入框(51)接收要加/解密的文件路徑名，按鈕 (52)用于打開對(duì)應(yīng)文件；確認(rèn)按鈕(61)用于執(zhí)行操作，擴(kuò)展按鈕(62)用于展開本程序輔 助操作界面以供設(shè)置相關(guān)參數(shù)，幫助按鈕(63)用于顯示幫助信息；提示行(7)用于顯示操 作指引及報(bào)告操作結(jié)果。 圖4是本發(fā)明，數(shù)字簽名程序的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的界面示意圖。標(biāo)題欄(1)上有程序 名稱"數(shù)字簽名程序"，右上角按慣例安排最小化按鈕(11)和關(guān)閉按鈕(12)。程序的功能列 出了操作(2)，分別有簽名(21)和驗(yàn)證(22)可單選，前者是默認(rèn)選項(xiàng)。通過定義處理(3) 來約定加操作的處理對(duì)象，下拉列表框(31)包含三種對(duì)象"文本窗口"、"文件數(shù)據(jù)"、"文件 名和數(shù)據(jù)"，前一種是默認(rèn)選項(xiàng)，下拉列表框(32)包含兩種散列算法。密鑰輸入框(41)接 收用于簽名和驗(yàn)證的密碼裝置序列號(hào)，按鈕(42)用于打開一個(gè)通訊錄窗口，來管理和檢索 密碼裝置序列號(hào)；文件輸入框(51)接收要加/解密的文件路徑名，按鈕(52)用于打開對(duì)應(yīng) 文件；確認(rèn)按鈕(61)用于執(zhí)行操作，擴(kuò)展按鈕(62)用于展開本程序輔助操作界面以供設(shè)置 相關(guān)參數(shù)，幫助按鈕(63)用于顯示幫助信息；提示行(7)用于顯示操作指引及報(bào)告操作結(jié) 果。 圖5是本發(fā)明，數(shù)字簽名程序的針對(duì)窗口文本的即時(shí)簽名效果示意圖。在一個(gè)編 輯窗口內(nèi)操作，底部分隔線之上是信息文本內(nèi)容，分隔線以下即是簽名數(shù)據(jù)，經(jīng)過可視化編 碼，并折行成塊顯現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明信息保密方法的實(shí)施例。編制一個(gè)Windows對(duì)話框架構(gòu)的實(shí)用程序，命名 為"信息保密程序"。程序主操作界面結(jié)構(gòu)，如圖3所示。程序集成一種名為"密碼金鎧"的 USB接口的密碼裝置產(chǎn)品，加載其配套的API動(dòng)態(tài)鏈接庫，調(diào)用其編程接口函數(shù)來實(shí)現(xiàn)加密 和解密功能。程序響應(yīng)于設(shè)備變化消息，自動(dòng)檢測(cè)密碼裝置的接入和移出，為加密和解密操 作提供密碼裝置可用性判據(jù)。程序功能界面，參照?qǐng)D3設(shè)計(jì)。程序功能流程處理，參照?qǐng)D1 和圖2實(shí)現(xiàn)。加密信息的對(duì)稱算法，采用AES ;加密和解密會(huì)話密鑰的非對(duì)稱密碼算法，采 用RSA，可視化編碼采用BASE64。
本發(fā)明數(shù)字簽名程序的實(shí)施例。編制一個(gè)Windows對(duì)話框架構(gòu)的實(shí)用程序，命名 為"數(shù)字簽名程序"。程序主操作界面結(jié)構(gòu)，如圖4所示。程序集成一種名為"密碼金鎧"的 USB接口的密碼裝置產(chǎn)品，加載其配套的API動(dòng)態(tài)鏈接庫，調(diào)用其編程接口函數(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字 簽名與驗(yàn)證功能。程序響應(yīng)于設(shè)備變化消息，自動(dòng)檢測(cè)密碼裝置的接入和移出，為簽名和驗(yàn) 證操作提供密碼裝置可用性判據(jù)。程序特別針對(duì)當(dāng)前編輯窗口內(nèi)的全部文本進(jìn)行即時(shí)簽名 和即時(shí)驗(yàn)證，具體取決于當(dāng)前的操作選項(xiàng)。為了區(qū)分簽名數(shù)據(jù)與原有文本內(nèi)容，特規(guī)定用首 標(biāo)記"〈 "和尾標(biāo)記" 〉"，在簽名時(shí)分別附加在簽名數(shù)據(jù)的首和尾；而在驗(yàn)證時(shí)，則查找這 一對(duì)標(biāo)記來定位與區(qū)分。數(shù)字簽名算法采用RSA，密鑰長度確定為1024位，可視化編碼采用 BASE64。生成簽名數(shù)據(jù)時(shí)，還在密文中附加"密碼金鎧"產(chǎn)品序列號(hào)，以供驗(yàn)明身份和/或 交換密鑰。確認(rèn)簽名后，將提示操作者去點(diǎn)擊目標(biāo)窗口，然后自動(dòng)處理函數(shù)過程的必要步驟 包括①模擬[Ctrl+A]按鍵，全選當(dāng)前窗口內(nèi)的全部文本；②模擬[Ctrl+C]并經(jīng)剪貼板提 取文本；③判別有無簽名數(shù)據(jù)，調(diào)用"密碼金鎧"相應(yīng)功能函數(shù)進(jìn)行簽名或驗(yàn)證；④經(jīng)剪貼 板并模擬[Ctrl+V]而在當(dāng)前窗口內(nèi)的原有文本之后添加簽名數(shù)據(jù)。使用本程序進(jìn)行即時(shí) 簽名操作的實(shí)際效果實(shí)例，如圖5所示。
權(quán)利要求
一種信息保密方法，既采用對(duì)稱密碼算法，以會(huì)話密鑰來加密信息明文生成信息密文和解密信息密文還原信息明文，又采用非對(duì)稱密碼算法，以公鑰來加密會(huì)話密鑰生成密鑰密文而以私鑰來解密密鑰密文獲取會(huì)話密鑰，密鑰密文與信息密文關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)于同一文本或同一文件中而構(gòu)成復(fù)合密文，其特征在于，所述復(fù)合密文因集合多方密鑰作用而實(shí)現(xiàn)同文保密共享，在發(fā)信方可一次針對(duì)多個(gè)收信方，分別以他們的公鑰來加密會(huì)話密鑰生成多個(gè)對(duì)應(yīng)的密鑰副本，并連同所對(duì)應(yīng)各個(gè)收信方的身份標(biāo)識(shí)或其使用的密碼裝置標(biāo)識(shí)的集合而共存于密鑰密文中，在各收信方則以其所述標(biāo)識(shí)作為索引關(guān)鍵字，從該密鑰密文中檢索出其對(duì)應(yīng)的密鑰副本，再用自己的私鑰來解密該密鑰副本獲取會(huì)話密鑰。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述密鑰密文還包含以發(fā)信方的公鑰加密 會(huì)話密鑰所生成的密鑰副本，和包含發(fā)信方的身份標(biāo)識(shí)或其使用的密碼裝置標(biāo)識(shí)作為索引 關(guān)鍵字。
3 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征是，所述檢索密鑰副本的過程，檢索比對(duì)收 信方的和/或發(fā)信方的身份標(biāo)識(shí)或其使用的密碼裝置標(biāo)識(shí)的失敗，將導(dǎo)致所述獲取會(huì)話密 鑰過程的中止，繼而導(dǎo)致對(duì)解密信息密文操作的拒絕。
4. 一種信息保密方法，既采用對(duì)稱密碼算法，以會(huì)話密鑰來加密信息明文生成信息密 文和解密信息密文還原信息明文，又采用非對(duì)稱密碼算法，以公鑰來加密會(huì)話密鑰生成密 鑰密文而以私鑰來解密密鑰密文獲取會(huì)話密鑰，密鑰密文與信息密文關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)于同一文本 或同一文件中而構(gòu)成復(fù)合密文，其特征在于，所述復(fù)合密文因聯(lián)結(jié)多方密鑰作用而實(shí)現(xiàn)同 文保密聯(lián)鎖，加密時(shí)將一組關(guān)系人按一定順序排列，依次先后以他們的公鑰來迭代加密會(huì) 話密鑰生成最終的密鑰副本，并連同所對(duì)應(yīng)各個(gè)關(guān)系人的身份標(biāo)識(shí)或其使用的密碼裝置標(biāo) 識(shí)的集合而共存于密鑰密文中，解密時(shí)則從密鑰密文中提取該密鑰副本，再按與加密時(shí)的 相反順序，依次先后用同組關(guān)系人的私鑰來迭代解密該密鑰副本獲取會(huì)話密鑰。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述加密時(shí)的一定順序，明確為各個(gè)關(guān)系人 身份標(biāo)識(shí)或其使用的密碼裝置標(biāo)識(shí)在同一密鑰密文中存儲(chǔ)的先后順序；而所述解密時(shí)的相 反順序，則是該存儲(chǔ)順序的逆反序。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述迭代加密的過程，隨著迭代次數(shù)的遞 增，而導(dǎo)致所生成的密鑰副本長度逐漸伸長；所述迭代解密的過程，隨著迭代次數(shù)的遞增， 而導(dǎo)致所生成的密鑰副本長度逐漸縮短。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4、5和6所述的方法，其特征是，所述迭代解密的過程，檢索比對(duì)關(guān)系 人的身份標(biāo)識(shí)或其使用的密碼裝置標(biāo)識(shí)的失敗，將導(dǎo)致所述迭代解密過程的中止，繼而導(dǎo) 致對(duì)解密信息密文操作的拒絕。
8. —種身份認(rèn)證方法，是為應(yīng)用軟件或服務(wù)系統(tǒng)，以非對(duì)稱密碼算法結(jié)合挑戰(zhàn)響應(yīng)策 略，在客戶端采用密碼裝置硬件，對(duì)源自服務(wù)器端的挑戰(zhàn)隨機(jī)數(shù)施行簽名，而在服務(wù)器端生 成挑戰(zhàn)隨機(jī)數(shù)，對(duì)客戶端的簽名進(jìn)行驗(yàn)證來鑒別用戶身份真?zhèn)危涮卣髟谟?，所述簽名和?yàn) 證在具體應(yīng)用軟件或服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，至少兼容支持兩種以上所述密碼裝置硬件，并且自 動(dòng)識(shí)別區(qū)分和/或允許用戶自主選定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，所述自動(dòng)識(shí)別區(qū)分，是在客戶端由程序自行 讀取密碼裝置的產(chǎn)品識(shí)別碼和/或生產(chǎn)商識(shí)別碼來區(qū)分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，所述用戶自主選定，是在注冊(cè)或變更操作界面上列舉而讓用戶選擇定制，和/或在登錄操作界面上列舉而讓用戶選擇確定。
11. 一種數(shù)字簽名程序，尤其用于協(xié)同諸如即時(shí)通信、電子郵箱和其他包含文本編輯功 能的目標(biāo)程序使用而又獨(dú)立運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)確定的密碼算法，和/或操控密碼裝置硬件，對(duì)信息 文本施行數(shù)字簽名和對(duì)信息文本中的數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證，其特征在于，所述簽名和驗(yàn)證，是 針對(duì)所指向目標(biāo)進(jìn)程的當(dāng)前窗口內(nèi)的文本進(jìn)行的即時(shí)簽名和即時(shí)驗(yàn)證，使得該文本被即時(shí) 插入簽名數(shù)據(jù)并即時(shí)呈現(xiàn)在同一窗口內(nèi)，或使得該文本中的簽名數(shù)據(jù)被即時(shí)驗(yàn)證并即時(shí)呈 現(xiàn)驗(yàn)證結(jié)果。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的程序，其特征是，所述即時(shí)簽名允許多重簽名，即由多位簽 名人或使用多個(gè)密碼裝置分別簽名，所述即時(shí)驗(yàn)證采取對(duì)應(yīng)驗(yàn)證，即對(duì)應(yīng)于具體的簽名人 或密碼裝置的簽名進(jìn)行驗(yàn)證。
全文摘要
一種信息保密與身份認(rèn)證方法和數(shù)字簽名程序，涉及計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信和信息安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其用于即時(shí)通信、電子郵件和文檔資料的信息保密。對(duì)稱與非對(duì)稱密碼算法相結(jié)合，密鑰密文與信息密文構(gòu)成復(fù)合密文，因集合多方密鑰作用而達(dá)成同文保密共享，由聯(lián)結(jié)多方密鑰作用而實(shí)現(xiàn)同文保密聯(lián)鎖；簽名挑戰(zhàn)響應(yīng)機(jī)制，兼容兩種以上密碼裝置，自動(dòng)識(shí)別區(qū)分和/或用戶自主定制，身份認(rèn)證更臻靈活完善；還設(shè)計(jì)一種便捷實(shí)用的數(shù)據(jù)簽名程序，協(xié)同目標(biāo)程序使用而又獨(dú)立運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)窗口文本信息的即時(shí)簽名和即時(shí)驗(yàn)證。
文檔編號(hào)H04L9/28GK101753311SQ20101000524
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者周躍平, 楊筑平, 楊霄 申請(qǐng)人:楊筑平