帶密鑰協(xié)商的基于身份的認證方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及安全認證技術領域，尤其涉及一種帶密鑰協(xié)商的基于身份的認證方法 和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著科技不斷發(fā)展和信息的迅速傳播，可信安全得到了廣泛關注和研究。出現(xiàn)了 兩個大的可信安全相關的國際組織，即可信計算組織（trusted computing group)和全 球平臺組織（GlobalPlatform)，可信計算組織制定了 TPM2. 0標準，針對計算機的可信安 全，并將其應用到移動設備中，而全球平臺組織制定了可信執(zhí)行環(huán)境（trusted execution environment)標準，針對了移動設備的可信安全，而且在實際中應用。電子商務的不斷發(fā) 展，移動設備的迅速普及和應用，可信安全進入到生活的各個方面。
[0003] 密鑰交換協(xié)議主要分為送H類；基于密碼的密鑰交換，基于公鑰的密鑰交換和基 于身份的密鑰交換。為了實現(xiàn)安全通信，從而需要相互認證，而且協(xié)商會話密鑰。密鑰協(xié)商 是指雙方或者多方協(xié)商一個會話密鑰，該會話密鑰用于安全的會話。
[0004] 現(xiàn)有的一種公鑰密鑰協(xié)商協(xié)議是Di巧e-Hellman密鑰交換協(xié)議，然而此協(xié)議容易 受到中間人攻擊，因此需要認證。因此，開發(fā)一種安全、有效的會話密鑰的協(xié)商機制是十分 有必要的。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的實施例提供了一種帶密鑰協(xié)商的基于身份的認證方法和系統(tǒng)，W實現(xiàn)安 全、有效地協(xié)商會話密鑰。
[0006] 本發(fā)明提供了如下方案：
[0007] -種帶密鑰協(xié)商的基于身份的認證方法，包括：
[0008] 服務器基于安全參數(shù)使用楠圓曲線上的基本運算生成并公開系統(tǒng)參數(shù)；
[0009] 用戶終端將用戶的身份標識發(fā)送給所述服務器，所述服務器根據(jù)所述用戶的身份 標識和所述系統(tǒng)參數(shù)生成所述用戶的公鑰和私鑰，將所述用戶的公鑰和私鑰發(fā)送給所述用 戶終端；
[0010] 在所述服務器和所述用戶終端之間，利用所述用戶的公鑰和私鑰進行相互認證并 協(xié)商會話密鑰。
[0011] 所述的服務器基于安全參數(shù)生成并公開系統(tǒng)參數(shù)，包括：
[0012] 服務器基于安全參數(shù)k，在有限域上的楠圓曲線E上面選取素數(shù)階P的循環(huán)群G， 循環(huán)群G的生成元為P。隨機選取參數(shù)ds G Z蘭，其中馬二[I義…，P - 1}。計算Pg = 化選取兩個安全的哈希函數(shù)Hi: {0，1}*一瑪和私{0，l.r 一 Z;；
[001引設置主密鑰為屯。公開系統(tǒng)參數(shù)為巧，G，P，Ps, Hi, &)。
[0014] 所述的將用戶的身份標識發(fā)送給所述服務器，所述服務器根據(jù)所述用戶的身份標 識和所述系統(tǒng)參數(shù)生成所述用戶的公鑰和私鑰，將所述用戶的公鑰和私鑰發(fā)送給所述用 戶，包括：
[0015] 用戶終端通過安全通道將用戶U的身份Uid發(fā)送給服務器；
[0016] 所述服務器計算所述用戶U的私鑰屯=ds+[r+Hi扣IDI I屯)]Hi扣ID)，其中r為在Z蘭 中隨機選取的參數(shù)，I I為連接符號，計算Qu = [r+Hi扣idI k)]P，并將（屯，Qu)通過安全通 道發(fā)送給所述用戶終端；
[0017] 所述用戶終端收到（屯，Qu)，驗證duP = Ps+Hi扣ID) Qu是否成立，若duP = Ps+Hi扣ID) Qu成立，則通過驗證，則將Qu作為用戶U的公鑰，將屯作為用戶U的私鑰。
[0018] 所述的在所述服務器和所述用戶終端之間，利用所述用戶的公鑰和私鑰進行相互 認證并協(xié)商會話密鑰，包括：
[0019] 用戶終端隨機選取r。eZp，計算R。= r。P，V=[d。+Hl扣ID||d。MT。)]R。=(Vx，Vy)，hl =?扣iJ IRuMvI |T。)，其中T。為當前時間戳，（Vx，Vy)為點V的坐標，所述用戶終端將扣ID， R。，hi, T。）發(fā)送給服務器；
[0020] 所述服務器收到用戶終端發(fā)送過來的扣1。，咕屯，1'。）后，驗證1'。為有效時間后，計 算V'=[屯+Hi化J IdJ |TJ]R。= (V' x，v' y)，驗證hi = ?化J IrJ Iv' I It。）成立后， 所述服務器隨機選擇參數(shù)Ts E Zp，計算Rg = r,P，會話密鑰為SK = V' y；TgR。，并計算1? = &化DI I Rj I R」IV' M T」I SK)，服務器將化，hz，Ts)發(fā)送給用戶終端；
[0021] 所述用戶終端收到服務器發(fā)送過來的化，h2，L)后，計算會話密鑰SK'=巾山氏， 驗證Ts為有效時間，并且驗證1? = ?扣idI |R」|R」Ivl It」Isk')成立后，則用戶終端確認 服務器有效，而且接受會話密鑰SK'。
[0022] 所述的在所述服務器和所述用戶終端之間，利用所述用戶的公鑰和私鑰進行相互 認證并協(xié)商會話密鑰，包括：
[0023] 所述用戶終端計算1? = ?扣idMRuMr」m Isk' +1)，并將h3發(fā)送給服務器；
[0024] 所述服務器收到用戶終端發(fā)送過來的h3后，驗證h3 = &扣idMrJ IrJ Iv' I |sK+i)是否成立若hs = &化dI lR」lRsl Iv' I恃+i)成立則所述 服務器確認所述用戶終端取得會話密鑰。
[00巧]一種帶密鑰協(xié)商的基于身份的認證裝置，包括；服務器，用戶終端；
[0026] 所述的服務器，用于基于安全參數(shù)使用楠圓曲線上的基本運算生成并公開系統(tǒng)參 數(shù)，根據(jù)用戶的身份標識和所述系統(tǒng)參數(shù)生成所述用戶的公鑰和私鑰，將所述用戶的公鑰 和私鑰發(fā)送給所述用戶終端；和所述用戶終端之間利用所述用戶的公鑰和私鑰進行相互認 證并協(xié)商會話密鑰；
[0027] 所述的用戶終端，用于將用戶的身份標識發(fā)送給所述服務器，和所述服務器之間 利用所述用戶的公鑰和私鑰進行相互認證并協(xié)商會話密鑰。
[0028] 所述的服務器，具體用于基于安全參數(shù)k，在有限域上的楠圓曲線E上面 選取素數(shù)階P的循環(huán)群G，循環(huán)群G的生成元為P。隨機選取參數(shù)d&e Z;，其中 ZJ = {I,2,…,P - 1}。計算Ps =站。選取兩個安全的哈希函: {0,1}* ^等和 而：供1}* 一馬;
[0029] 設置主密鑰為屯。公開系統(tǒng)參數(shù)為（E，G，P，Ps，Hi,助。
[0030] 所述的用戶終端，用于通過安全通道將用戶U的身份Uid發(fā)送給服務器S ;
[003" 所述的服務器，用于計算所述用戶U的私鑰屯=屯+[r+Hi扣IDI I屯)]Hi扣ID)，其中r 為在Z占中隨機選取的參數(shù)，I I為連接符號，計算Qu = [r+Hi扣idI |屯)巧，并將（d。，Qu)通過 安全通道發(fā)送給所述用戶終端；
[003引所述的用戶終端，用于收到（屯，9。），驗證(1?？?= 口,+111扣1。)9。是否成立，若(1?？?= Ps+Hi扣ID) Qu成立，則通過驗證，則將Qu作為用戶U的公鑰，將屯作為用戶U的私鑰。
[00對所述的用戶終端，用于隨機選取r。eZp，計算R。= r。P，V=[dパ^l扣IDl|d。MT。)]R。 =(Vx，Vy)，hi = ?扣iJ IRuMvI |T。)，其中T。為當前時間戳，（Vx，Vy)為點V的坐標，將扣ID， R。，hi, T。）發(fā)送給服務器S ;
[0034] 所述的服務器，用于收到用戶終端發(fā)送過來的扣1。，咕屯，1'。）后，驗證1'。為有效時 間后，計算 V'=[屯+Hi 扣 iJ |dul|Tu)]R。= (V' X，V' y)，驗證 hi = ? 扣 idI IrJ Iv' I It。） 成立后，隨機選擇參數(shù)rs E Zp，計算Rs = rsP，會話密鑰為SK = V ' sR。，并計算1? = &扣idMrJIr」Iv' M T」ISK)，將化，h2, U發(fā)送給用戶終端；
[0035] 所述的用戶終端，用于收到服務器發(fā)送過來的化，h2, L)后，計算會話密鑰SK' = VxtuR,,驗證L為有效時間，并且驗證112 = ?化J IrJ IrJ Ivl It」Isr )成立后，則確認 服務器有效，接受會話密鑰SK'。
[0036] 所述的用戶終端，用于計算h3 = &扣IDI I R。M R」IVI I SK' +1)，并將h3發(fā)送給服務 器；
[0037] 所述的服務器，用于收到用戶終端發(fā)送過來的h3后，驗證h3 = & 扣 idMrJ IrJ Iv' IISK+I)是否成立，若 1? = ? 扣iJ IRJIRJ Iv' IISK+I)成立，則確認 所述用戶終端取得會話密鑰。
[0038] 由上述本發(fā)明的實施例提供的技術方案可W看出，本發(fā)明實施例給出了一種帶密 鑰協(xié)商的基于身份的認證方案，此方案可W實現(xiàn)客戶端和服務器之間的相互認證，而且在 送個過程中協(xié)商會話密鑰，使用楠圓曲線上的基本運算，可W有效安全地實現(xiàn)，該方案可W 在電子商務中廣泛應用。
【附圖說明】
[0039] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本 領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可W根據(jù)送些附圖獲得其他 的附圖。
[0040] 圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種帶密鑰協(xié)商的基于身份的認證方法的處理流 程圖；
[0041] 圖2為本發(fā)明實施例二提供的一種帶密鑰協(xié)商的基于身份的認證