專利名稱：密鑰生成以及證明真實(shí)性的方法和設(shè)備的制作方法
密鑰生成以及證明真實(shí)性的方法和設(shè)備 本發(fā)明涉及生成用于安全系統(tǒng)的密鑰，具體涉及從例如生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符或物理不可克隆功能(PUF,physicaluncloneableftmction)中生成密鑰。人們對(duì)更可靠且便捷的安全系統(tǒng)的需求在持續(xù)增長(zhǎng)，而且對(duì)使 用生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符有興趣，比如指紋、虹膜圖案、語(yǔ)音數(shù)據(jù)和步態(tài) 數(shù)據(jù)。因?yàn)樯餃y(cè)定標(biāo)識(shí)符不會(huì)像計(jì)算機(jī)密碼那樣丟失或遺忘，生 物測(cè)定學(xué)有潛力為用戶提供更高的安全性和更好的便捷性。生物測(cè)定標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的一些同等優(yōu)勢(shì)也可以通過(guò)使用物理不可克 隆功能(PUF)來(lái)實(shí)現(xiàn)。PUF是由物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，該功能容易 測(cè)定但該物理系統(tǒng)很難被明確描述。該物理系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成使用復(fù)雜 的方式與激勵(lì)交互，激勵(lì)被稱作質(zhì)詢，并引起獨(dú)特但不可預(yù)知的應(yīng) 答。例如，構(gòu)成光學(xué)PUF的物理結(jié)構(gòu)包含一些隨機(jī)分布的散射材 料。這樣，響應(yīng)于特定質(zhì)詢，例如對(duì)具有特定屬性的入射激光，該 光學(xué)PUF產(chǎn)生獨(dú)特的斑點(diǎn)模式應(yīng)答。然后可以使用一個(gè)或多個(gè)質(zhì)詢-應(yīng)答對(duì)來(lái)識(shí)別該P(yáng)UF。物理標(biāo)識(shí)符，比如生物測(cè)定或光學(xué)PUF，可以用于生成加密密 鑰。具體說(shuō)來(lái)，考慮用戶需要通過(guò)私有信道與驗(yàn)證者進(jìn)行通信的情 形，或者考慮驗(yàn)證者在產(chǎn)品使用前對(duì)所述產(chǎn)品的真實(shí)性進(jìn)行驗(yàn)證的 情形。該用戶與該驗(yàn)證者使用的協(xié)議通常包含兩個(gè)階段，登記 (enrolment)階段和應(yīng)用階段。在登記階段，驗(yàn)證者測(cè)定該用戶的生物學(xué)測(cè)定項(xiàng)(或者，從用戶 的PUF獲得一些質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì))，從該測(cè)量結(jié)果生成代表值作為要 使用的密鑰(或者作為證明真實(shí)性的質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì))，并且保存該代 表值以供在應(yīng)用階段使用。該驗(yàn)證者同樣保存幫助該用戶在應(yīng)用階 段生成相同代表值(及相同密鑰)的參考信息。
在應(yīng)用階段，對(duì)該生物測(cè)定進(jìn)行新的(加擾性的)測(cè)量(或者檢測(cè)該P(yáng)UF對(duì)特定質(zhì)詢的應(yīng)答)，用戶使用該驗(yàn)證者的參考信息來(lái)從 該生物測(cè)定的加擾性測(cè)量結(jié)果(或應(yīng)答)生成相同的代表值。為了從 加擾性測(cè)量結(jié)果中生成正確的密鑰，該用戶和該驗(yàn)證者通過(guò)公共(被 鑒別的)信道進(jìn)行通信。用戶所得的便捷在于他們無(wú)需記憶密碼或保存額外密鑰這一事 實(shí)。此外，因?yàn)樯餃y(cè)定結(jié)果和PUF是不可克隆的，該用戶生成和 使用相同的密鑰(因此允許該驗(yàn)證者對(duì)使用該用戶的密鑰加過(guò)密的數(shù) 據(jù)進(jìn)行解密)意味著該驗(yàn)證者可以確認(rèn)在應(yīng)用階段該期望用戶(或最 初的PUF)存在。盡管這種類型的密鑰生成(被稱為"模糊密鑰生成")提供了上述 優(yōu)勢(shì)，它還是有些缺點(diǎn)。首先，生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符可以被不經(jīng)意的遺留在許多地方。例 如，指紋可以留在接觸過(guò)的任何表面上，可以通過(guò)攝像頭進(jìn)行虹膜 掃描。這意味著攻擊者可以輕松獲得加擾版本的生物測(cè)定，其與終 端感應(yīng)器測(cè)定的樣本十分接近。該信息可以被該攻擊者用于大致計(jì) 算從特定用戶的生物測(cè)定生成的密鑰，然后解密該終端與驗(yàn)證者之 間發(fā)送的通信。在光學(xué)PUF的例子中，記錄斑點(diǎn)模式的攝像頭與卡分離。此 外，攝像頭包括該斑點(diǎn)模式的非加密數(shù)字形式。這意味著攻擊者可 能攻擊該攝像頭來(lái)獲得其記錄的斑點(diǎn)模式，因此獲得從該斑點(diǎn)模式 生成的密鑰。最后，該攻擊者可能在一段時(shí)間內(nèi)擁有包含該P(yáng)UF的 卡的完全訪問(wèn)權(quán)限，例如，他可以偷走用戶的卡，然后送還該卡。在 此情形中，該攻擊者可以測(cè)量該P(yáng)UF的一些質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì)。因此需要提供密鑰生成協(xié)議，其允許從物理標(biāo)識(shí)符生成密鑰并減 少與所述物理標(biāo)識(shí)符測(cè)量相關(guān)的信息量的暴露。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了得到用于對(duì)第一和第二節(jié)點(diǎn)間 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密或鑒別的密鑰的方法，該方法包含從物理標(biāo) 識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定代表值；生成隨機(jī)數(shù)；以及結(jié)合所述代表值和
所述隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。本發(fā)明提供使用從物理標(biāo)識(shí)符得到的測(cè)量信息用于密鑰生成的 方法，同時(shí)限制與所述物理標(biāo)識(shí)符相關(guān)的暴露給監(jiān)聽(tīng)使用所述加密 密鑰加密通信的攻擊者的信息數(shù)。當(dāng)使用加密密鑰時(shí)，與實(shí)際加密 密鑰相關(guān)的少量信息被無(wú)意的泄露給攻擊者。通過(guò)使用獨(dú)立的、易 更新且不是從該加密密鑰得到的值，可以進(jìn)一步阻止攻擊者得到與 該物理標(biāo)識(shí)符相關(guān)的信息。盡管攻擊者可能通過(guò)分析使用所述加密 密鑰加密過(guò)的數(shù)據(jù)來(lái)獲得與該加密密鑰相關(guān)的信息，但該加密密鑰 基于該物理標(biāo)識(shí)符以及該隨機(jī)數(shù)兩信息的組合。因此攻擊者再無(wú)法 簡(jiǎn)單的分離出從該物理標(biāo)識(shí)符得到的信息。通過(guò)頻繁更新該隨機(jī) 數(shù)，安全可以進(jìn)一步得到改進(jìn)。優(yōu)選的，從用戶的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定代表值的所述步 驟包含獲得所述用戶的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)的測(cè)量結(jié)果。優(yōu)選的，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定代表值的步驟進(jìn)一步包 含，使用密值提取碼從所述測(cè)量結(jié)果中提取代表值。優(yōu)選的，所述密鑰在第一節(jié)點(diǎn)得到，而且，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量 結(jié)果確定代表值的步驟進(jìn)一步包含，響應(yīng)于所述第二節(jié)點(diǎn)提供給所述 第一節(jié)點(diǎn)的密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，從一組密值提取碼中選擇與所述密 值取碼。優(yōu)選的，所述密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)在驗(yàn)證階段由所述第二節(jié)點(diǎn) 得到并存儲(chǔ)。作為替代選擇，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定代表值的所述步 驟包含質(zhì)詢物理不可克隆功能并測(cè)量應(yīng)答。優(yōu)選的，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定代表值的所述步驟進(jìn)一 步包含，從所述測(cè)量應(yīng)答以及由所述第二節(jié)點(diǎn)提供給所述第一節(jié)點(diǎn)的 幫助數(shù)據(jù)得到所述代表值。優(yōu)選的，質(zhì)詢所述物理不可克隆功能的所述步驟包含，應(yīng)用從一 組質(zhì)詢中選擇的至少一個(gè)質(zhì)詢。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供得到用于加密或鑒別第一節(jié)點(diǎn)和 第二節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的密鑰的方法，所述第二節(jié)點(diǎn)具有從存儲(chǔ)在 存儲(chǔ)器中的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定的第二代表值，所述方法包 含為所述第一和第二節(jié)點(diǎn)生成公共隨機(jī)數(shù)；在所述第一節(jié)點(diǎn)從 用戶的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定第一代表值；結(jié)合所述第一代表 值和所述公共隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰；以及在所述第二節(jié)點(diǎn)結(jié)合 存儲(chǔ)在所述第二節(jié)點(diǎn)的所述存儲(chǔ)器中的所述第二代表值和所述公共 隨機(jī)數(shù)，以提供加密密鑰。優(yōu)選的，為所述第一和第二節(jié)點(diǎn)生成所述隨機(jī)數(shù)的所述步驟包 含在所述第一節(jié)點(diǎn)生成所述隨機(jī)數(shù)；以及將所述生成的該隨機(jī)數(shù) 從所述第一節(jié)點(diǎn)安全的傳送至所述第二節(jié)點(diǎn)。優(yōu)選的，將所述生成的隨機(jī)數(shù)安全的從所述第一節(jié)點(diǎn)傳送至所 述第二節(jié)點(diǎn)的步驟包含，在所述第一節(jié)點(diǎn)加密所述隨機(jī)數(shù)，以及，在 所述第二節(jié)點(diǎn)解密所述己加密的隨機(jī)數(shù)。優(yōu)選的，所述第一節(jié)點(diǎn)在其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有所述第二節(jié)點(diǎn)的公 開(kāi)密鑰，所述第二節(jié)點(diǎn)在其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有相應(yīng)的私有密鑰，并且， 其中將所述生成的隨機(jī)數(shù)安全地從所述第一節(jié)點(diǎn)傳送至所述第二節(jié) 點(diǎn)的步驟包含，使用所述第二節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的公開(kāi)密鑰加密所述隨機(jī)數(shù)， 以及，在所述第二節(jié)點(diǎn)中，使用所述第二節(jié)點(diǎn)的私有密鑰解密所述已 加密的隨機(jī)數(shù)。作為替代選擇，為第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)生成公共隨機(jī)數(shù)的步驟 包含使用會(huì)話密鑰生成協(xié)議。優(yōu)選的，從用戶的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定第一代表值的步 驟包含獲得該用戶的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)的測(cè)量結(jié)果。優(yōu)選的，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定第一代表值的步驟進(jìn)一 步包含，使用密值提取碼從該測(cè)量結(jié)果中提取該第一代表值。優(yōu)選的，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定第一代表值的步驟進(jìn)一 步包含，響應(yīng)于第二節(jié)點(diǎn)提供給第一節(jié)點(diǎn)的密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，從 一組密值提取碼中選擇與所述密值提取碼。優(yōu)選的，該密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)在驗(yàn)證階段由第二節(jié)點(diǎn)得到并 存儲(chǔ)。作為替代選擇，從用戶的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定第一代表
值的步驟包含，質(zhì)詢用戶的物理不可克隆功能并測(cè)量應(yīng)答。優(yōu)選的，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定第一代表值的步驟包含，從該測(cè)量的應(yīng)答以及由第二節(jié)點(diǎn)提供給第一節(jié)點(diǎn)的幫助數(shù)據(jù)計(jì)算得到該第一代表值。優(yōu)選的，質(zhì)詢?cè)撐锢聿豢煽寺」δ艿牟襟E包含，應(yīng)用從一組質(zhì)詢中選擇的至少一個(gè)質(zhì)詢。優(yōu)選的，第一節(jié)點(diǎn)中的方法進(jìn)一步包含傳輸用戶標(biāo)識(shí)給第二節(jié)點(diǎn)的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了節(jié)點(diǎn)，包含用于獲得所述節(jié)點(diǎn) 的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果的裝置；用于從所述測(cè)量結(jié)果確定代表值 的裝置；用于獲得隨機(jī)數(shù)的裝置；以及結(jié)合所述代表值和所述隨機(jī) 數(shù)以提供加密密鑰的裝置。優(yōu)選的，獲得用戶的物理標(biāo)識(shí)符測(cè)量結(jié)果的裝置包含獲得生物 測(cè)定標(biāo)識(shí)的測(cè)量結(jié)果的裝置。優(yōu)選的，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含存儲(chǔ)一組密值提取碼的存儲(chǔ)器； 從所述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的裝置；其中從所述測(cè)量 結(jié)果確定代表值的裝置用于使用該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的一個(gè)密值提取碼和 該生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果來(lái)確定該代表值，其中該密值提取碼 的選擇根據(jù)從該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收的密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)作出。作為替代選擇，獲得用戶的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果的裝置包含 質(zhì)詢用戶的物理不可克隆功能并測(cè)量應(yīng)答。優(yōu)選的，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含存儲(chǔ)一組質(zhì)詢的存儲(chǔ)器；和從所 述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收質(zhì)詢標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的裝置；其中獲得物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量 結(jié)果的裝置用于，使用保存在此存儲(chǔ)器中的至少一個(gè)質(zhì)詢以質(zhì)詢?cè)撚?戶的該物理不可克隆功能，其中對(duì)該質(zhì)詢或每個(gè)質(zhì)詢的選擇根據(jù)從 驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收的質(zhì)詢標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)做出。優(yōu)選的，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含從驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收幫助數(shù)據(jù)的裝 置；其中從該測(cè)量結(jié)果確定代表值的裝置用于，使用該測(cè)量的應(yīng)答和 從驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收的幫助數(shù)據(jù)確定該代表值。優(yōu)選的，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含將生成的隨機(jī)數(shù)從該節(jié)點(diǎn)傳輸至 驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的裝置。優(yōu)選的，將生成的隨機(jī)數(shù)從該節(jié)點(diǎn)傳輸至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的裝置進(jìn)一 步用于在從該節(jié)點(diǎn)傳輸至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)前對(duì)該隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加密。優(yōu)選的，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含保存了該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰的 存儲(chǔ)器；其中將生成的隨機(jī)數(shù)從該節(jié)點(diǎn)傳輸至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的裝置進(jìn)一 步用于使用保存的該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰加密該隨機(jī)數(shù)。作為替代的選擇，生成隨機(jī)數(shù)的裝置用于使用會(huì)話密鑰生成協(xié) 議生成該隨機(jī)數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供讀卡器使用的智能卡，所述智能 卡包含物理不可克隆性功能；以及處理芯片；其中所述處理芯片 用于從所述讀卡器接收所述物理不可克隆功能的測(cè)量結(jié)果；從所 述測(cè)量結(jié)果確定代表值；生成隨機(jī)數(shù)；以及結(jié)合所述代表值和所述 隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。優(yōu)選的，該處理芯片使用從驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收的幫助數(shù)據(jù)從該測(cè)量 結(jié)果確定代表值。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，包含保存多個(gè)代表值 的存儲(chǔ)器，每個(gè)代表值與特定的用戶相關(guān)；從用戶節(jié)點(diǎn)接收用戶標(biāo) 識(shí)的裝置；響應(yīng)于所述接收到的用戶標(biāo)識(shí)從所述存儲(chǔ)器獲得代表值 的裝置；合并獲得的代表值與隨機(jī)數(shù)提供加密密鑰的處理裝置。優(yōu)選的，該存儲(chǔ)器進(jìn)一步包含與每個(gè)代表值相關(guān)的密值提取碼 標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)；獲取裝置進(jìn)一步用于從該存儲(chǔ)器獲得該相關(guān)的密值提取 碼數(shù)據(jù)；該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含傳輸獲得的密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)至 該用戶節(jié)點(diǎn)的裝置。作為替代選擇，該存儲(chǔ)器進(jìn)一步包含與每個(gè)代表值相關(guān)的質(zhì)詢 標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，其中每個(gè)用戶有多個(gè)質(zhì)詢和與之相關(guān)的代表值；獲取裝 置進(jìn)一步用于從該存儲(chǔ)器獲得該相關(guān)的質(zhì)詢標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)；該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn) 進(jìn)一步包含將獲得的質(zhì)詢標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)傳輸給該用戶節(jié)點(diǎn)的裝置。優(yōu)選的，該存儲(chǔ)器進(jìn)一步包含與每個(gè)代表值相關(guān)的幫助數(shù)據(jù)； 獲取裝置進(jìn)一步用于從該存儲(chǔ)器獲得該相關(guān)的幫助數(shù)據(jù)；其中傳輸 裝置進(jìn)一步將該獲得的幫助數(shù)據(jù)傳輸至該用戶節(jié)點(diǎn)。
優(yōu)選的，該隨機(jī)數(shù)通過(guò)獲取裝置從該用戶節(jié)點(diǎn)接收。優(yōu)選的，從該用戶節(jié)點(diǎn)接收的該隨機(jī)數(shù)已經(jīng)加密；該接收裝置 進(jìn)一步解密已加密的該隨機(jī)數(shù)。優(yōu)選的，該存儲(chǔ)器進(jìn)一步包含該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的私有密鑰，從該用 戶節(jié)點(diǎn)接收的該隨機(jī)數(shù)己經(jīng)使用該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰加密；該接 收裝置使用該私有密鑰解密已加密的隨機(jī)數(shù)。作為替代選擇，該處理裝置用于使用會(huì)話密鑰生成協(xié)議生成該 隨機(jī)數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供在鑒別系統(tǒng)用到的證明真實(shí)性的 節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)基于測(cè)量結(jié)果代表值生成特定加密密鑰且將它 傳輸至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)來(lái)證明其真實(shí)性。該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接著驗(yàn)證該生成的加 密密鑰與使用在該節(jié)點(diǎn)登記階段記錄的特定代表值和該隨機(jī)數(shù)生成 的加密密鑰是否一致。該節(jié)點(diǎn)包含獲得該節(jié)點(diǎn)的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果的裝置；從 該測(cè)量結(jié)果確定代表值的裝置；結(jié)合該代表值與該隨機(jī)數(shù)以提供加 密密鑰的裝置。獲得該用戶的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果的裝置以及從該測(cè)量結(jié)果 確定代表值的裝置與本發(fā)明的第三方面描述的等價(jià)實(shí)現(xiàn)一致。優(yōu)選的，在根據(jù)本發(fā)明的第六方面的節(jié)點(diǎn)中，獲得隨機(jī)數(shù)的裝置 優(yōu)選被配置用于從所述配備的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收所述隨機(jī)數(shù)。優(yōu)選地，該隨機(jī)數(shù)優(yōu)選從該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收。該隨機(jī)數(shù)被用于生成 在鑒別時(shí)使用的加密密鑰?？梢詫⒃撾S機(jī)數(shù)以明文方式傳輸至該節(jié) 點(diǎn)，而不用單向?yàn)楣粽咛峁┝嗣魑奈谋?，使之可以用于攻擊該?統(tǒng)。出于安全原因該隨機(jī)數(shù)可以使用例如該節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰加密。 通過(guò)加密形式，允許該節(jié)點(diǎn)解密所述隨機(jī)數(shù)以便該節(jié)點(diǎn)將來(lái)使用。替代的，該隨機(jī)數(shù)可以由該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)以未加密格式發(fā)送，這樣 也就降低了該鑒別過(guò)程的安全性。在根據(jù)第六方面的節(jié)點(diǎn)配置有用于測(cè)量物理標(biāo)識(shí)符的不可克隆 功能的情況下，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)同樣應(yīng)該對(duì)所述物理不可克隆功能提供 質(zhì)詢。
優(yōu)選的，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含用于傳輸標(biāo)識(shí)的裝置，當(dāng)使用生物 測(cè)定項(xiàng)時(shí)，它可以是該用戶的標(biāo)識(shí)，或者在物理不可克隆功能的情 況下，這可能是與所述功能相關(guān)的唯一標(biāo)識(shí)符。在具體實(shí)施例中，涉及根據(jù)本發(fā)明第六方面的節(jié)點(diǎn)的真實(shí)性證據(jù) 可以如下進(jìn)行。配有物理不可克隆功能的節(jié)點(diǎn)被置于驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)附 近，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線通信信道發(fā)出請(qǐng)求要求該節(jié)點(diǎn)的唯一節(jié)點(diǎn) 標(biāo)識(shí)。根據(jù)該節(jié)點(diǎn)提交的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)從數(shù)據(jù)庫(kù)中取得 與所述節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符相關(guān)的質(zhì)詢。此外該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)生成隨機(jī)數(shù)，且將 該隨機(jī)數(shù)以及所述質(zhì)詢傳輸至該節(jié)點(diǎn)，可選的，該數(shù)據(jù)先加密。在要證實(shí)真實(shí)性的節(jié)點(diǎn)上，接收該質(zhì)詢和隨機(jī)數(shù)被，隨之被解 密?？梢允褂酶鞣N傳統(tǒng)加密方法，從對(duì)私有和公開(kāi)密鑰的使用到先 前節(jié)點(diǎn)間建立的會(huì)話密鑰。在解密后，該節(jié)點(diǎn)質(zhì)詢?cè)撐锢聿豢煽寺?功能，測(cè)量其應(yīng)答且從該測(cè)量結(jié)果確定代表值。然后在該節(jié)點(diǎn)上生 成加密密鑰，例如通過(guò)使用代表值將該隨機(jī)數(shù)加密，或者通過(guò)對(duì)該 隨機(jī)數(shù)和該代表值進(jìn)行哈希運(yùn)算。這樣該節(jié)點(diǎn)可以讓驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)確定 所述加密密鑰的合法性，而攻擊者無(wú)法獲得該代表值信息。根據(jù)本發(fā)明第六方面的節(jié)點(diǎn)可以有益地用于證明計(jì)算機(jī)程序的 真實(shí)性。這種真實(shí)性驗(yàn)證可以作為授權(quán)所述程序在計(jì)算平臺(tái)上安裝 前的前提條件。盡管上述例子強(qiáng)調(diào)的是配有物理不可克隆功能的節(jié) 點(diǎn)的使用，還可以替換使用生物測(cè)定測(cè)量結(jié)果。這種實(shí)施例將使用 生物測(cè)定數(shù)據(jù)來(lái)證明用戶的真實(shí)性，因此只允許授權(quán)用戶生成使用 或安裝計(jì)算機(jī)程序的密鑰。本發(fā)明同樣可以有益地用于證明物理物品，比如CD、 DVD、 文檔(例如護(hù)照)、徽章、標(biāo)簽和令牌的真實(shí)性。根據(jù)所述驗(yàn)證結(jié) 果，如果該用戶提交給該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的生物測(cè)定項(xiàng)正確，則訪問(wèn)授權(quán) 被準(zhǔn)許。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供接收由節(jié)點(diǎn)生成的用于驗(yàn)證該節(jié) 點(diǎn)真實(shí)性的加密密鑰的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)。該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以與根據(jù)本發(fā)明的 第六方面的節(jié)點(diǎn)一起形成證明真實(shí)性的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明第七方面 的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)包含從節(jié)點(diǎn)接收標(biāo)識(shí)的裝置；獲得隨機(jī)數(shù)的裝置；獲
得與所述標(biāo)識(shí)相關(guān)的代表值的裝置；從節(jié)點(diǎn)獲得加密密鑰的裝置； 驗(yàn)證從該節(jié)點(diǎn)接收的該加密密鑰是否能夠通過(guò)使用接收的代表值和 該隨機(jī)數(shù)同樣生成的處理裝置；以及根據(jù)所述驗(yàn)證結(jié)果鑒別該節(jié) 點(diǎn)。
為了最優(yōu)安全性，該隨機(jī)數(shù)應(yīng)該在每次鑒別設(shè)備時(shí)重新選擇， 此外選擇新的質(zhì)詢從而在每次鑒別時(shí)產(chǎn)生新的應(yīng)答，可以進(jìn)一步增加 安全性。
優(yōu)選的，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)會(huì)收到待鑒別的節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。根據(jù)該標(biāo)識(shí)，驗(yàn) 證節(jié)點(diǎn)會(huì)試圖從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì)。該數(shù)據(jù)庫(kù)可以保存在 驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中，或者保存在包含為多個(gè)節(jié)點(diǎn)使用的質(zhì)詢一應(yīng) 答數(shù)據(jù)的中央文件服務(wù)器中。實(shí)際上這些質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì)甚至可以由 所述節(jié)點(diǎn)提供，只要驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以確定該質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì)本身的真實(shí) 性，例如通過(guò)驗(yàn)證從信任的第三方簽署的簽名。
優(yōu)選的，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)為所述節(jié)點(diǎn)選出質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì)。 優(yōu)選的，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)生成隨機(jī)數(shù)，因此允許該驗(yàn)證者控制該隨 機(jī)數(shù)的生成，因此可以利用無(wú)需昂貴的安全隨機(jī)數(shù)生成器的低成本 節(jié)點(diǎn)。
優(yōu)選的，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)傳輸所述質(zhì)詢和隨機(jī)數(shù)至該節(jié)點(diǎn)，在特定 的實(shí)施例中，該隨機(jī)數(shù)會(huì)被加密，在另一些實(shí)施例中它可以未加 密。該節(jié)點(diǎn)隨著生成發(fā)送給該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的加密密鑰。
優(yōu)選的，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)將接收在該節(jié)點(diǎn)生成的所述加密密鑰。
優(yōu)選的，所述處理裝置會(huì)使用接收的代表值和該隨機(jī)數(shù)來(lái)驗(yàn)證 生成該加密密鑰的節(jié)點(diǎn)身份是否真實(shí)。
優(yōu)選的，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證過(guò)程使用與生成該加密密鑰的節(jié)點(diǎn) 同樣的過(guò)程，這樣，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)會(huì)生成另一加密密鑰，例如通過(guò)使 用驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)上己有的該代表值加密該隨機(jī)數(shù)。接著兩節(jié)點(diǎn)生成的加 密密鑰可以進(jìn)行比較。
作為替代選擇，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)解密而不是加密來(lái)驗(yàn)證真 實(shí)性。這樣做時(shí)，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以使用在該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)上已有的該代 表值來(lái)解密收到的在該節(jié)點(diǎn)生成的加密密鑰，然后將輸出結(jié)果與驗(yàn)
證節(jié)點(diǎn)己有的該隨機(jī)數(shù)進(jìn)行比較。甚至可以設(shè)想更多的替代方案，比如通過(guò)使用加密哈希方程生 成加密密鑰。例如通過(guò)對(duì)該節(jié)點(diǎn)和該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)兩者都有的該隨機(jī)數(shù) 和該代表值進(jìn)行哈希運(yùn)算，然后比較它們。驗(yàn)證過(guò)程確定該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)是否可以根據(jù)收到的代表值和該隨機(jī) 數(shù)生成相同的加密密鑰，因此確定該節(jié)點(diǎn)是否被鑒別的。該驗(yàn)證結(jié) 果可以用于授權(quán)一方。特別有益的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)是作為受信平臺(tái)模塊(TPM)的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)， 其驗(yàn)證計(jì)算平臺(tái)上的計(jì)算機(jī)程序的TPM真實(shí)性。(Intel公司，2002 年6月20日，移動(dòng)平臺(tái)組，Sundeep Bajikar，白皮書"Trusted Platform Module (TPM) based Security on Notebook PC",("筆記本電腦上的基于 受 信 平 臺(tái) 模 塊 (TPM) 安 全 性").nittp:〃developer.intel.com/design/mobile/Dlatform/downloads/Trust ed Platform Module White Paper.udf))。優(yōu)選的，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)是受信平臺(tái)模塊(TPM)。該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)會(huì)從 該計(jì)算機(jī)程序獲得加密格式的該代表值。通過(guò)使用該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn) (TPM)的比如設(shè)備密鑰，該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)能夠解密該代表值。得到的代 表值然后像前面描述的那樣被用于對(duì)例如與所述計(jì)算機(jī)程序一起被 分發(fā)的令牌進(jìn)行質(zhì)詢。這樣，第七方面有效的將計(jì)算機(jī)程序的內(nèi)容 綁定至從用戶生物測(cè)定項(xiàng)或物理不可克隆功能測(cè)量得到的代表值。 由于后者更難(如果可能的話)拷貝、復(fù)制或偽造，這有效的提供了 有價(jià)值的內(nèi)容保護(hù)機(jī)制。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供包含上述節(jié)點(diǎn)和上述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的 鑒別系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供包含上述智能卡和上述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn) 的鑒別系統(tǒng)。下面參考附圖，通過(guò)例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中

圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的方法步驟的流程圖；圖2展示了使用生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符的系統(tǒng)中根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方法的流程圖；圖3展示了使用物理不可克隆功能的系統(tǒng)中根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方法的流程圖；圖4是用于執(zhí)行圖2中方法的系統(tǒng)的概要框圖； 圖5是用于執(zhí)行圖3中方法的系統(tǒng)的概要框圖； 圖6展示了根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)鑒別節(jié)點(diǎn)的優(yōu)選方法的流程圖；以及圖7展示了根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)鑒別節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)的概要 框圖。在所有的附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)代表相似的部件，或者執(zhí)行 相似功能的部件。本發(fā)明將通過(guò)參考一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，其中使用由J. P. Linnartz 和P. TuylsAVBPA 2003中的"New Shielding Functions to Enhance Privacy and Prevent Misuse of Biometric Templates"("增強(qiáng)私密性禾口防 止濫用生物測(cè)定模板的新防御功能"中描述的方法，從用戶的物理標(biāo) 識(shí)符得到代表值。根據(jù)該方法，驗(yàn)證者在登記階段從物理標(biāo)識(shí)符的 測(cè)量結(jié)果得出"幫助數(shù)據(jù)"，然后在應(yīng)用階段將該幫助數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶 終端。該幫助數(shù)據(jù)允許該終端從該物理標(biāo)識(shí)符的加擾測(cè)量結(jié)果中確 定與該驗(yàn)證者相同的密鑰。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于使用其它 密鑰生成方法的系統(tǒng)。還要理解本發(fā)明可應(yīng)用于生成對(duì)稱或非對(duì)稱密鑰的系統(tǒng)。盡管下面將主要結(jié)合得到用于加密數(shù)據(jù)的密鑰的方法描述本發(fā) 明，要理解，本發(fā)明還與得到用于鑒別數(shù)據(jù)的密鑰的方法相關(guān)。這樣，雖然此后該得到的密鑰被稱為"加密密鑰"，要理解，該加 密密鑰同樣適合作為鑒別密鑰使用。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明得到用于加密或鑒別第一和第二節(jié)點(diǎn)間 傳送的數(shù)據(jù)的密鑰的方法。在步驟101，從用戶的物理標(biāo)識(shí)符測(cè)量結(jié)果確定代表值。 其中該物理標(biāo)識(shí)符是生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符，例如指紋或虹膜，該步 驟包含獲得該生物標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果，例如通過(guò)掃描指紋或虹膜， 使用從一組代碼選出的密值提取碼從該測(cè)量結(jié)果中提取代表值。密值提取碼(在BiOAW 2004 P. Tuyls和J. Goseling的"Capacity and Examples of Template Protecting Biometric Authentication System"("模板保護(hù)生物測(cè)定鑒別系統(tǒng)的容量和例子")中進(jìn)行描述)允許從 生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符中得到代表值，具體而言，允許從相同的生物測(cè)定標(biāo) 識(shí)符稍微不同的測(cè)量結(jié)果中得出相同的代表值。存在各種不同的密 值提取碼，每個(gè)從特定的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符提取不同的代表值?；蛘撸谖锢順?biāo)識(shí)符是物理不可克隆功能的情況下，該步驟包含質(zhì)詢?cè)撐锢聿豢煽寺」δ懿y(cè)定其應(yīng)答。從該測(cè)定的應(yīng)答得出(使 用用于該質(zhì)詢或多個(gè)質(zhì)詢的密值提取碼)代表值，該代表值對(duì)于該物 理不可克隆功能以及使用的特定質(zhì)詢或多個(gè)質(zhì)詢是唯一的。為了使第一節(jié)點(diǎn)從該生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果，或物理不可克 隆功能的應(yīng)答得到和登記階段第二節(jié)點(diǎn)得到并保存的代表值相同的 代表值，第二節(jié)點(diǎn)給第一節(jié)點(diǎn)提供幫助數(shù)據(jù)。在使用密值提取碼 時(shí)，該幫助數(shù)據(jù)允許第一節(jié)點(diǎn)選擇合適的密值提取碼。應(yīng)該理解，從物理標(biāo)識(shí)符測(cè)量結(jié)果確定代表值的步驟，由驗(yàn)證者 (它可能是與第一節(jié)點(diǎn)通信的第二節(jié)點(diǎn)，或者是設(shè)計(jì)成提供得出的 代表值以及幫助數(shù)據(jù)給第二節(jié)點(diǎn)的獨(dú)立實(shí)體)在登記階段以及由第一 節(jié)點(diǎn)在應(yīng)用階段執(zhí)行。為了克服加擾性生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符(比如在玻璃上的指紋)被獲得 或由攻擊者臨時(shí)獲得物理不可克隆功能相關(guān)的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)在 應(yīng)用階段生成隨機(jī)數(shù)以及將該生成的隨機(jī)數(shù)與該代表值組合來(lái)加強(qiáng) 該密鑰獲得協(xié)議。在步驟103中，生成隨機(jī)數(shù)被。優(yōu)選的，第一節(jié)點(diǎn)生成該隨機(jī) 數(shù)且將其提供給第二節(jié)點(diǎn)。或者，第二節(jié)點(diǎn)可以生成該隨機(jī)數(shù)并將 其提供給第一結(jié)點(diǎn)。其中該物理標(biāo)識(shí)是智能卡包含的物理不可克隆功能，該智能卡 可以包含能夠生成隨機(jī)數(shù)的芯片?；蛘?，第一節(jié)點(diǎn)中讀取智能卡的
讀卡器可以生成隨機(jī)數(shù)。
第一節(jié)點(diǎn)每次發(fā)起與第二節(jié)點(diǎn)的新通信會(huì)話時(shí)生成新的隨機(jī)數(shù) (即每次應(yīng)用階段開(kāi)始時(shí))，或者周期性生成新的隨機(jī)數(shù)，以在長(zhǎng)時(shí) 間通信會(huì)話時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)安全性。
如上所述，生成的隨機(jī)數(shù)必須提供給另一節(jié)點(diǎn)。這必須安全進(jìn) 行，否則攻擊可以獲得該隨機(jī)數(shù)，然后確定該通信會(huì)話使用的密 鑰。
優(yōu)選的，使用公開(kāi)密鑰加密協(xié)議將該隨機(jī)數(shù)提供給另一節(jié)點(diǎn)。 即，為生成該隨機(jī)數(shù)的節(jié)點(diǎn)提供另一節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰，其用于加密 要傳輸給另一節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)。為另一節(jié)點(diǎn)提供相應(yīng)的私有密鑰，其 用于解密該已加密的隨機(jī)數(shù)。
盡管優(yōu)選使用公開(kāi)密鑰加密協(xié)議，應(yīng)該理解，可以使用許多其它 協(xié)議來(lái)安全地將該隨機(jī)數(shù)提供給另一節(jié)點(diǎn)。
作為在一節(jié)點(diǎn)上生成隨機(jī)數(shù)然后將其安全傳輸給另一節(jié)點(diǎn)的替 代選擇，第一和第二節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)行會(huì)話密鑰生成協(xié)議來(lái)確定隨機(jī)會(huì)
話密鑰。例如，可以使用Diffie-Hdlmann會(huì)話密鑰生成協(xié)議，其中 第一和第二節(jié)點(diǎn)共享公開(kāi)密鑰。第一節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇x，然后發(fā)送gx
至第二節(jié)點(diǎn)。第二節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇y，發(fā)送gy至第一節(jié)點(diǎn)。兩節(jié)點(diǎn)計(jì)算
公共隨機(jī)數(shù)gxy=(gx)y=(gy)x。
為了阻止"中間人"攻擊，優(yōu)選的，該會(huì)話密鑰生成協(xié)議以鑒別 方式執(zhí)行。例如，可以使用公開(kāi)密鑰加密協(xié)議在會(huì)話密鑰生成協(xié)議 時(shí)鑒別兩節(jié)點(diǎn)間的傳輸。
在步驟105中，通過(guò)結(jié)合在步驟101確定的代表值和生成的隨機(jī) 數(shù)得到加密密鑰。
步驟105由第一節(jié)點(diǎn)在應(yīng)用階段對(duì)所確定的代表值執(zhí)行，也由 第二節(jié)點(diǎn)在登記階段對(duì)由第二節(jié)點(diǎn)(或獨(dú)立的驗(yàn)證者)確定的代表值 執(zhí)行。
如果第一節(jié)點(diǎn)得到的代表值與第二節(jié)點(diǎn)得到的代表值一致，則 由第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)得到的加密密鑰將相同，允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用 該密鑰加密通信，然后由另一節(jié)點(diǎn)接收、解密和閱讀。
圖2示出了使用生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符的系統(tǒng)中根據(jù)本發(fā)明的方法的 優(yōu)選實(shí)現(xiàn)。在該優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中，假定第一節(jié)點(diǎn)中的傳感器能夠防篡改 (即不可能監(jiān)聽(tīng)該傳感器內(nèi)部的事件或讀數(shù))，該傳感器能夠檢測(cè)到 人為構(gòu)造的生物測(cè)定項(xiàng)。
第一節(jié)點(diǎn)的該傳感器和第二節(jié)點(diǎn)間的通信線路可能會(huì)遭受監(jiān) 聽(tīng)。因此，在該優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中，使用公開(kāi)密鑰加密協(xié)議，其中第一節(jié)點(diǎn) 擁有第二節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰pA:，第二節(jié)點(diǎn)擁有相應(yīng)的私有密鑰A。第 一節(jié)點(diǎn)包含隨機(jī)數(shù)生成器以生成隨機(jī)數(shù)(以字節(jié)形式)。
該方法自步驟201開(kāi)始，其中用戶標(biāo)識(shí)，比如用戶名由用戶輸 入至第一節(jié)點(diǎn)。
在步驟203中，用戶將其生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符提供給第一節(jié)點(diǎn)的傳 感器，該傳感器測(cè)定該生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符。
在步驟205中，用戶標(biāo)識(shí)從第一節(jié)點(diǎn)傳輸至第二節(jié)點(diǎn)，優(yōu)選地 使用公開(kāi)密鑰加密協(xié)議。
在步驟207中，訪問(wèn)第二節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得與收到的用戶 標(biāo)識(shí)相關(guān)的代表值和幫助數(shù)據(jù)。
在步驟209中，將獲得的幫助數(shù)據(jù)傳輸給第一節(jié)點(diǎn)。
在步驟211中，第一節(jié)點(diǎn)使用收到的幫助數(shù)據(jù)從生物測(cè)定標(biāo)識(shí) 符測(cè)量結(jié)果中提取代表值。
在步驟213中，第一節(jié)點(diǎn)生成隨機(jī)字節(jié)串。
在步驟215中，第一節(jié)點(diǎn)使用公開(kāi)密鑰加密協(xié)議將該隨機(jī)字節(jié) 串傳輸至第二節(jié)點(diǎn)。
在步驟217中，第一節(jié)點(diǎn)結(jié)合該隨機(jī)字節(jié)串和確定的代表值以 得到加密密鑰。
在步驟219中，第二節(jié)點(diǎn)結(jié)合步驟215中從第一節(jié)點(diǎn)接收的隨機(jī) 字節(jié)串以及在步驟207中獲得的該代表值，得出另一加密密鑰。
如果第一節(jié)點(diǎn)在步驟211中從該生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符測(cè)量結(jié)果確定 的代表值，與保存在第二節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的代表值相同，則兩節(jié)點(diǎn)都 能夠使用另一節(jié)點(diǎn)的加密密鑰解密和閱讀已加密的數(shù)據(jù)。
如果兩代表值不同，則各節(jié)點(diǎn)得出的加密或鑒別密鑰將不同，
因此防止兩節(jié)點(diǎn)解密和閱讀使用另一節(jié)點(diǎn)的加密密鑰加密的數(shù)據(jù)。
只要提供隨機(jī)字節(jié)串給第二節(jié)點(diǎn)的加密系統(tǒng)不允許攻擊者得到
與該隨機(jī)字節(jié)串有關(guān)的任何信息(即加密的隨機(jī)字節(jié)串不泄露關(guān)于隨
機(jī)字節(jié)串自身的任何信息)，獲得生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符的加擾測(cè)量結(jié)果 (其可能與在登記階段作出的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符測(cè)量結(jié)果很相似)的攻
擊者就沒(méi)有任何關(guān)于在應(yīng)用階段使用的加密密鑰的信息。
因?yàn)榈玫郊訑_版本的該生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符的攻擊者不知道該隨機(jī) 字節(jié)串時(shí)(即他無(wú)法監(jiān)聽(tīng)該傳感器的內(nèi)部事件)，并且他無(wú)法由在步
驟215中從第一節(jié)點(diǎn)傳輸至第二節(jié)點(diǎn)的已加密的該字節(jié)串得出此信 息，所以攻擊者只能猜測(cè)該隨機(jī)字節(jié)串。
攻擊者也許擁有加擾版本的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符和由第二節(jié)點(diǎn)傳輸 至第一節(jié)點(diǎn)的幫助數(shù)據(jù)。即便假定加擾版本的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符與用 來(lái)得到保存的代表值的版本足夠接近，因此從該加擾版本的生物測(cè) 定標(biāo)識(shí)符和該幫助數(shù)據(jù)能夠得出相同的代表值，正確猜測(cè)出加密密 鑰的概率(假定代表值是隨機(jī)的)被限定
在最高為<formula>formula see original document page 22</formula>當(dāng)間》i/l時(shí)，該概率變得很小，其中S是代表
值，I是隨機(jī)字節(jié)位串。
圖3示出了在使用智能卡中的光學(xué)物理不可克隆功能的系統(tǒng)中 根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)。在該優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中，假定記錄對(duì)該物 理不可克隆功能質(zhì)詢的應(yīng)答的讀卡器(第一節(jié)點(diǎn))中的攝像頭可被監(jiān) 聽(tīng)。
該讀卡器與第二節(jié)點(diǎn)間的通信線路同樣可被監(jiān)聽(tīng)。因此要使用 加密協(xié)議，在該優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中使用的是公開(kāi)密鑰加密協(xié)議。因此該智 能卡中的芯片保存有第二節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰pA:，第二節(jié)點(diǎn)擁有相應(yīng)的 私有密鑰A。該芯片還包含生成隨機(jī)數(shù)(以字節(jié)形式)的隨機(jī)數(shù)生成 器。
該方法從步驟301開(kāi)始，其中智能卡被插入至讀卡器。在步驟 303中，保存在該智能卡中的用戶標(biāo)識(shí)，比如用戶名被傳輸至第二節(jié)點(diǎn)。
在步驟305中，使用收到的用戶標(biāo)識(shí)訪問(wèn)第二節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù) 庫(kù)，獲得與特定質(zhì)詢和該用戶相關(guān)的代表值和幫助數(shù)據(jù)。
在步驟307中，該幫助數(shù)據(jù)和與該幫助數(shù)據(jù)相關(guān)的質(zhì)詢被發(fā)送 至該讀卡器和該智能卡。
在步驟309和311中，該讀卡器根據(jù)收到的質(zhì)詢對(duì)該物理不可克 隆功能進(jìn)行質(zhì)詢，然后測(cè)定應(yīng)答。該應(yīng)答被傳遞給該智能卡中的芯 片。
在步驟313中，在智能卡中的芯片使用測(cè)量的應(yīng)答和該幫助數(shù) 據(jù)計(jì)算代表值。
在步驟315中，該芯片使用隨機(jī)數(shù)生成器生成隨機(jī)字節(jié)串。 在步驟317中，該智能卡通過(guò)該讀卡器使用公開(kāi)密鑰加密協(xié)議 將該隨機(jī)字節(jié)串傳輸至第二節(jié)點(diǎn)。
在步驟319中，該智能卡中的芯片結(jié)合該隨機(jī)字節(jié)串和確定的
代表值得到加密密鑰。
在步驟321中，第二節(jié)點(diǎn)結(jié)合該隨機(jī)字節(jié)串和收到的代表值得
到另一個(gè)加密密鑰。
為了驗(yàn)證該智能卡是正確的，第二節(jié)點(diǎn)通過(guò)讀卡器發(fā)送隨機(jī)消 息給該智能卡。該智能卡使用得到的加密密鑰加密該隨機(jī)消息，并 將之發(fā)送至第二節(jié)點(diǎn)。第二節(jié)點(diǎn)使用在那得出的加密密鑰解密該已 加密的消息，然后檢査解密的消息是否與發(fā)送給讀卡器和智能卡的 消息相同。如果相同，則該智能卡被鑒別，處理可以繼續(xù)，但如果 不同，則處理結(jié)束。
要注意，監(jiān)聽(tīng)該讀卡器或該讀卡器和該智能卡之間信道的攻擊者 會(huì)獲得該質(zhì)詢、幫助數(shù)據(jù)以及應(yīng)答，其能夠計(jì)算該代表值但無(wú)法得 到該加密密鑰。
在根據(jù)本發(fā)明的修改方法中，隨機(jī)字節(jié)串能夠在方法一開(kāi)始通 過(guò)芯片生成。
應(yīng)該注意，攻擊者不可能制造能夠與原始物理不可克隆功能提供 相同質(zhì)詢一應(yīng)答對(duì)的假智能卡，因?yàn)樵撐锢聿豢煽寺」δ芨鶕?jù)定義是不可克隆的。
圖4示出了執(zhí)行圖2中方法的系統(tǒng)。系統(tǒng)401包含第一節(jié)點(diǎn)403 和第二節(jié)點(diǎn)405。
第一節(jié)點(diǎn)401包含獲得物理標(biāo)識(shí)符測(cè)量結(jié)果的裝置，形式是傳 感器407，比如攝像頭或指紋讀取器，隨機(jī)數(shù)生成器409，存儲(chǔ)器 411以及通信模塊413，每個(gè)都與處理器415相連。
第二節(jié)點(diǎn)405包含存儲(chǔ)器417和從第一節(jié)點(diǎn)403接收用戶標(biāo)識(shí)和 隨機(jī)數(shù)的裝置，形式是與處理器421相連的通信模塊419。
傳感器407獲得用戶的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符Y的測(cè)量結(jié)果，然后將 該測(cè)量結(jié)果傳遞給處理器415。處理器415使用測(cè)量結(jié)果和通過(guò)通信 模塊413從第二節(jié)點(diǎn)405收到的幫助數(shù)據(jù)來(lái)確定代表值。
隨機(jī)數(shù)生成器409生成隨機(jī)數(shù)，處理器415結(jié)合隨機(jī)數(shù)和代表值 得出加密密鑰。
處理器415同樣使用通信模塊413將隨機(jī)數(shù)傳輸給第二節(jié)點(diǎn)405。
在優(yōu)選實(shí)施例中，存儲(chǔ)器411保存有數(shù)個(gè)密值提取碼，處理器 415使用從第二節(jié)點(diǎn)405接收的幫助數(shù)據(jù)指示的密值提取碼來(lái)確定代 表值。
在另一實(shí)施例中，存儲(chǔ)器411保存有第二節(jié)點(diǎn)405的公開(kāi)密鑰， 該公開(kāi)密鑰用于在將隨機(jī)數(shù)傳輸至第二節(jié)點(diǎn)405之前加密該隨機(jī) 數(shù)。
在第二節(jié)點(diǎn)405中，處理器421用于取得保存在存儲(chǔ)器417中與 特定用戶相關(guān)的代表值，結(jié)合取得的值和通過(guò)通信模塊419從第一 節(jié)點(diǎn)403收到的隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。
在優(yōu)選實(shí)施例中，存儲(chǔ)器417也包含在公開(kāi)密鑰加密協(xié)議使用 的第二節(jié)點(diǎn)405的私有密鑰。
圖5展示了執(zhí)行圖3方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)501包含第一節(jié)點(diǎn)503 以及第二節(jié)點(diǎn)505。第一節(jié)點(diǎn)503包含插入至讀卡器509的智能卡 507。智能卡507包含光學(xué)物理不可克隆功能511以及處理器芯片 513。讀卡器509包含連接至處理器519的傳感器515和通信模塊
517。
第二節(jié)點(diǎn)505包含連接至處理器525的存儲(chǔ)器521和通信模塊
523。
傳感器515從光學(xué)物理不可克隆功能511獲得對(duì)第二節(jié)點(diǎn)505設(shè) 備設(shè)定的質(zhì)詢的應(yīng)答。傳感器515通過(guò)通信模塊517將測(cè)量的應(yīng)答傳 送至處理器芯片513。處理器芯片513使用該測(cè)量的應(yīng)答和通過(guò)通信 模塊517從第二節(jié)點(diǎn)505收到的幫助數(shù)據(jù)來(lái)確定代表值。
處理器芯片513也包含生成隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)數(shù)生成器527，處理器 芯片513結(jié)合隨機(jī)數(shù)與代表值得到加密密鑰。
處理器芯片513同樣用于通過(guò)通信模塊517將隨機(jī)數(shù)傳輸至第二 節(jié)點(diǎn)505。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，處理器芯片513保存有第二節(jié)點(diǎn)505的公開(kāi) 密鑰，該公開(kāi)密鑰用于在將隨機(jī)數(shù)傳輸至第二節(jié)點(diǎn)505之前加密該 隨機(jī)數(shù)。
在第二節(jié)點(diǎn)505中，處理器525用于取得保存在存儲(chǔ)器512中與 特定用戶相關(guān)的代表值，且結(jié)合取得的值和通過(guò)通信模塊523從讀 卡器509收到的隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。
在優(yōu)選實(shí)施例中，存儲(chǔ)器521也包含公開(kāi)密鑰加密協(xié)議使用的 第二節(jié)點(diǎn)505的私有密鑰。
圖6展示了提供驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)鑒別具有相關(guān)標(biāo)識(shí)的節(jié)點(diǎn)的優(yōu)選方 法。該鑒別方法基于節(jié)點(diǎn)和驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)均能生成相同的加密密鑰這一 事實(shí)。驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以質(zhì)詢節(jié)點(diǎn)以生成特定加密密鑰，具有相關(guān)標(biāo)識(shí) 的節(jié)點(diǎn)能夠生成此加密密鑰。驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)能夠驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)生成的加密密 鑰是否正確。驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)能夠以類似的方式計(jì)算加密密鑰，或可以使 用收到的代表值和在驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)上的可用隨機(jī)數(shù)分析從所述節(jié)點(diǎn)收到 的加密密鑰。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)被放至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的附近時(shí)，在步驟601中，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)將使 用無(wú)線通信信道獲得所述節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。
在步驟602中，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)使用收到的標(biāo)識(shí)獲得代表值、質(zhì)詢和 與所述標(biāo)識(shí)的該節(jié)點(diǎn)相關(guān)的幫助數(shù)據(jù)。雖然該幫助數(shù)據(jù)能夠與質(zhì)詢
戰(zhàn)數(shù)據(jù)一起保存，該幫助數(shù)據(jù)還能夠保存在該節(jié)點(diǎn)本地。當(dāng)該幫助 數(shù)據(jù)被保存在該節(jié)點(diǎn)時(shí)需要在該節(jié)點(diǎn)上有存儲(chǔ)器，但是，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn) 無(wú)需取得所述幫助數(shù)據(jù)。在步驟603中，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步生成隨機(jī)數(shù)。 在步驟604中，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)將質(zhì)詢、幫助數(shù)據(jù)和所述隨機(jī)數(shù)傳輸 至該節(jié)點(diǎn)。在步驟309中，對(duì)該物理不可克隆功能進(jìn)行質(zhì)詢，對(duì)該質(zhì)詢的應(yīng) 答在步驟311中測(cè)量。接著在步驟313，使用該幫助數(shù)據(jù)和應(yīng)答生成 代表值。在該節(jié)點(diǎn)得到代表值后，將其與隨機(jī)數(shù)結(jié)合形成加密密鑰，在 步驟605中將加密密鑰發(fā)送至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)。在步驟606中驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收所述加密密鑰，且在步驟607中驗(yàn)證 由該節(jié)點(diǎn)生成的加密密鑰與期望的加密密鑰是否對(duì)應(yīng)。通過(guò)該驗(yàn)證 過(guò)程，在步驟608中驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)確立該節(jié)點(diǎn)是否真實(shí)的?？蛇x的，在 步驟609中該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)還可以根據(jù)該驗(yàn)證鑒別一方。在本發(fā)明的一個(gè)方法中，該節(jié)點(diǎn)將用測(cè)量的代表值加密隨機(jī)數(shù) 來(lái)生成加密密鑰。接著驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)將用收到的代表值加密隨機(jī)數(shù)，比 較兩個(gè)加密結(jié)果，根據(jù)此比較結(jié)果驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)能夠鑒別該節(jié)點(diǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的第二方法中，節(jié)點(diǎn)使用測(cè)量的代表值加密隨機(jī) 數(shù)，但驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)將使用收到的代表值解密收到的由節(jié)點(diǎn)生成的加密 密鑰，以獲得由節(jié)點(diǎn)加密的隨機(jī)數(shù)。在驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，解密的結(jié)果可以與 該機(jī)數(shù)進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以鑒別該節(jié)點(diǎn)。在另一個(gè)方法中，該點(diǎn)將通過(guò)至少對(duì)測(cè)量代表值和隨機(jī)數(shù)應(yīng)用 加密哈希算法來(lái)生成加密密鑰。得到的加密密鑰被發(fā)送至驗(yàn)證節(jié) 點(diǎn)。接著驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)將使用隨機(jī)數(shù)和收到的代表值形成類似的雜湊 性。接著兩個(gè)哈希值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以鑒別該 節(jié)點(diǎn)。圖7展示了用于鑒別節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含作為受信任平臺(tái) 模塊(即TPM)的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720。該系統(tǒng)用于證實(shí)分布在數(shù)據(jù)載體 730上的計(jì)算機(jī)程序的真實(shí)性。與所述數(shù)據(jù)載體相關(guān)的是節(jié)點(diǎn)710，它用于證實(shí)所述計(jì)算機(jī)程序的真實(shí)性，該節(jié)點(diǎn)可以是嵌入該計(jì)算機(jī)程序手冊(cè)中的標(biāo)簽，或者位于運(yùn)送該數(shù)據(jù)載體的寶石箱(jewel case) o該系統(tǒng)包含節(jié)點(diǎn)710和驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720，以及數(shù)據(jù)載體730。該特 定鑒別系統(tǒng)的運(yùn)行基于節(jié)點(diǎn)710和驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720都能生成相同加密密 鑰這一事實(shí)。該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可以質(zhì)詢節(jié)點(diǎn)710以生成加密密鑰，該加 密密鑰只有實(shí)際節(jié)點(diǎn)710通過(guò)使用所述物理不可克隆功能才能生 成。接著驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)能夠驗(yàn)證由節(jié)點(diǎn)710生成的加密密鑰是否正確。節(jié)點(diǎn)710包含物理不可克隆功能711以及連接至處理器714的傳 感器713和通信模塊712。驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720包含都與處理器722相連的 數(shù)據(jù)載體讀取器723、通信模塊721以及隨機(jī)數(shù)生成器。通信模塊712和721被配置成通過(guò)無(wú)線信道通信。該無(wú)線通信信 道可以基于RF，或者IR接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。也可以考慮使用有線通信 信道的替代實(shí)現(xiàn)。如前面所示，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720是用于鑒別節(jié)點(diǎn)710的TPM。為此， 數(shù)據(jù)載體730包含物理不可克隆功能711的代表值。該代表值可以在 所述節(jié)點(diǎn)710的登記階段建立。代表值可以加密形式存儲(chǔ)在所述數(shù) 據(jù)載體上。驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720能夠通過(guò)數(shù)據(jù)載體讀取器723從該數(shù)據(jù)載體 獲得加密的該代表值。加密的該代表值隨之被解密，例如使用驗(yàn)證 節(jié)點(diǎn)720 (TPM)的設(shè)備密鑰，結(jié)果得到該代表值。此外，該數(shù)據(jù)載 體還可以包含與所述物理不可克隆功能相關(guān)的質(zhì)詢以及幫助數(shù)據(jù)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)710置于驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720附近時(shí)，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)710將請(qǐng)求節(jié)點(diǎn) 710的標(biāo)識(shí)。接著節(jié)點(diǎn)710將所述標(biāo)識(shí)提供給該驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)。根據(jù)此標(biāo) 識(shí)，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)隨之能夠從數(shù)據(jù)載體730取得代表值、質(zhì)詢和幫助數(shù) 據(jù)。一旦獲得質(zhì)詢，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720對(duì)節(jié)點(diǎn)710進(jìn)行質(zhì)詢。此外，該驗(yàn) 證節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)710提供隨機(jī)數(shù)。接著節(jié)點(diǎn)710的處理器714可以使用 該公開(kāi)密鑰解密所述隨機(jī)數(shù)。然后該物理不可克隆功能711被質(zhì)詢，其應(yīng)答被傳感器713測(cè) 定。傳感器713測(cè)量的應(yīng)答傳遞至處理器714。處理器714使用測(cè)量
的應(yīng)答以及通過(guò)通信模塊712從驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720收到的幫助數(shù)據(jù)來(lái)確定 代表值。處理器714進(jìn)一步通過(guò)結(jié)合基于測(cè)量的物理標(biāo)識(shí)符的代表值以 及從驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720收到的隨機(jī)數(shù)來(lái)生成加密密鑰。所述加密密鑰隨 之可以傳輸至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720。當(dāng)該加密密鑰除了用于鑒別之外還用于數(shù)據(jù)加密時(shí)，該加密密 鑰應(yīng)該以安全的方式傳輸。當(dāng)該加密密鑰只是用于鑒別節(jié)點(diǎn)710且 每次設(shè)備都使用新的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行鑒別時(shí)，則不再需要加密密鑰將該 加密密鑰傳輸至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720。還可以在每次鑒別節(jié)點(diǎn)時(shí)通過(guò)選擇新 的質(zhì)詢(結(jié)果是新的代表值)來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)安全性。驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)720接著使用收到的代表值和隨機(jī)數(shù)來(lái)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)710是 否的確生成被請(qǐng)求的加密密鑰。雖然圖7中的系統(tǒng)使用物理不可克隆功能，基于生物測(cè)定項(xiàng)的 系統(tǒng)可以使用類似的方法。這種實(shí)施例允許計(jì)算機(jī)程序與從用戶的 生物測(cè)定測(cè)量結(jié)果得到的代表值相關(guān)，從而使所述用戶安裝或使用所 述計(jì)算機(jī)程序。此外，本發(fā)明允許將計(jì)算機(jī)程序在包含用于鑒別所述 計(jì)算機(jī)程序的代表值的載體上分發(fā)。可選的，該計(jì)算機(jī)程序可以使 用從所述生物測(cè)定項(xiàng)得到的(其他)密鑰加密。雖然圖7中示出的數(shù)據(jù)載體730是碟片形式，本發(fā)明不局限于使 用此種數(shù)據(jù)載體分發(fā)計(jì)算機(jī)程序。代表值還可以使用其它介質(zhì)進(jìn)行 分發(fā)，比如閃存或者嵌入至可以從比如因特網(wǎng)或文件服務(wù)器處下載 的計(jì)算機(jī)程序。要理解詞語(yǔ)"包含"不排除其它部件或步驟，"一個(gè)"不排除多個(gè) 數(shù)量，單個(gè)處理器或其它單元可以完成在權(quán)利要求中描述的多種裝 置的功能。此外，權(quán)利要求中的參考標(biāo)號(hào)不應(yīng)理解為限制權(quán)利要求 的范圍。
權(quán)利要求
1、 得到用于對(duì)第一和第二節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密或鑒別的 密鑰的方法，該方法包含—從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定代表值； 一生成隨機(jī)數(shù)；以及一結(jié)合所述代表值和所述隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述物理標(biāo)識(shí)符是用戶的物理 標(biāo)識(shí)符。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定 代表值的所述步驟包含獲得所述用戶的生物測(cè)定標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié) 果。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定 代表值的所述步驟進(jìn)一步包含使用密值提取碼從所述測(cè)量結(jié)果中提 取所述代表值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述密鑰在所述第一節(jié)點(diǎn)得 到，而且，從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定所述代表值的步驟進(jìn)一步包 含，響應(yīng)于所述第二節(jié)點(diǎn)提供給所述第一節(jié)點(diǎn)的密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù) 據(jù)，從一組密值提取碼中選擇所述密值提取碼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述密值提取碼標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)在驗(yàn) 證階段在所述第二節(jié)點(diǎn)得到并存儲(chǔ)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定 代表值的所述步驟包含質(zhì)詢物理不可克隆功能并測(cè)量應(yīng)答。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中從物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定 代表值的所述步驟進(jìn)一步包含，從所述測(cè)量應(yīng)答以及由所述第二節(jié)點(diǎn) 提供給所述第一節(jié)點(diǎn)的幫助數(shù)據(jù)得到所述代表值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中質(zhì)詢所述物理不可克隆功 能的所述步驟包含，應(yīng)用從一組質(zhì)詢中選擇的至少一個(gè)質(zhì)詢。
10、 得到用于加密或鑒別第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的 密鑰的方法，所述第二節(jié)點(diǎn)具有從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的物理標(biāo)識(shí)符的 測(cè)量結(jié)果確定的第二代表值，所述方法包含一為所述第一和第二節(jié)點(diǎn)生成公共隨機(jī)數(shù)；一在所述第一節(jié)點(diǎn)一從用戶的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果確定第一代表值； 一結(jié)合所述第一代表值和所述公共隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰；以及一在所述第二節(jié)點(diǎn)一結(jié)合存儲(chǔ)在所述第二節(jié)點(diǎn)的所述存儲(chǔ)器中的所述第二代 表值和所述公共隨機(jī)數(shù)，以提供加密密鑰。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述物理標(biāo)識(shí)符是用戶的物 理標(biāo)識(shí)符。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中為所述第一和第二節(jié)點(diǎn)生成 所述公共隨機(jī)數(shù)的所述步驟包含一在所述第一節(jié)點(diǎn)生成所述隨機(jī)數(shù)；以及—將所述生成的該隨機(jī)數(shù)從所述第一節(jié)點(diǎn)安全地傳送至所述第 二節(jié)點(diǎn)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，將所述生成的隨機(jī)數(shù)安全地從所 述第一節(jié)點(diǎn)傳送至所述第二節(jié)點(diǎn)的所述步驟包含在所述第一節(jié)點(diǎn)加 密所述隨機(jī)數(shù)，以及，在所述第二節(jié)點(diǎn)解密所述己加密的隨機(jī)數(shù)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一節(jié)點(diǎn)在其存儲(chǔ)器中 存儲(chǔ)有所述第二節(jié)點(diǎn)的公開(kāi)密鑰，所述第二節(jié)點(diǎn)在所述第二節(jié)點(diǎn)的 所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有相應(yīng)的私有密鑰，并且，其中將所述生成的隨機(jī)數(shù)安全地從所述第一節(jié)點(diǎn)傳送至所述第二節(jié)點(diǎn)的所述步驟包含使用 所述第二節(jié)點(diǎn)的所述存儲(chǔ)的公開(kāi)密鑰加密所述隨機(jī)數(shù)，以及，在所述 第二節(jié)點(diǎn)中，使用所述第二節(jié)點(diǎn)的所述存儲(chǔ)的私有密鑰解密所述已 加密的隨機(jī)數(shù)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中為所述第一和第二節(jié)點(diǎn)生成 公共隨機(jī)數(shù)的所述步驟包含使用會(huì)話密鑰生成協(xié)議。
16、 節(jié)點(diǎn)，包含一用于獲得所述節(jié)點(diǎn)的物理標(biāo)識(shí)符的測(cè)量結(jié)果的裝置； 一用于從所述測(cè)量結(jié)果確定代表值的裝置； 一用于獲得隨機(jī)數(shù)的裝置；.以及一用于結(jié)合所述代表值和所述隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰的裝置。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)， 理標(biāo)識(shí)符。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)， 包含用于生成所述隨機(jī)數(shù)的裝置。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)， 裝置。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)， 一物理不可克隆功能；以及其中所述物理標(biāo)識(shí)符是用戶的物 其中用于獲得所述隨機(jī)數(shù)的裝置 所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含傳輸標(biāo)識(shí)的 所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含 一從驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收質(zhì)詢的裝置。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)，其中用于獲得所述隨機(jī)數(shù)的裝置 被配置用于從驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收所述隨機(jī)數(shù)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21的節(jié)點(diǎn)，其中用于從所述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收隨 機(jī)數(shù)的裝置被配置用于從所述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收和解密已加密的隨機(jī) 數(shù)。
23、 使用根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)以提供對(duì)計(jì)算機(jī)程序真實(shí)性的 驗(yàn)證。
24、 讀卡器使用的智能卡，所述智能卡包含-一物理不可克隆性功能；以及一處理器芯片； 一其中所述處理器芯片用于-從所述讀卡器接收所述物理不可克隆功能的測(cè)量結(jié)果；—從所述測(cè)量結(jié)果確定代表值；一生成隨機(jī)數(shù)；以及一結(jié)合所述代表值和所述隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。
25、 驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，包含 一從節(jié)點(diǎn)接收標(biāo)識(shí)和加密密鑰的裝置； 一獲得隨機(jī)數(shù)的裝置；一取得與所述標(biāo)識(shí)相關(guān)的代表值的裝置；以及 一驗(yàn)證從所述節(jié)點(diǎn)接收的所述加密密鑰是否也可以通過(guò)使用所 述取得的代表值和所述隨機(jī)數(shù)而生成的處理裝置。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，其中所述處理裝置被配置用 于結(jié)合所述取得的代表值和一隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。
27、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，其中用于取得與所述標(biāo)識(shí)相 關(guān)的代表值的所述裝置包含包含多個(gè)代表值的存儲(chǔ)器，其中每個(gè)代表值與特定用戶相關(guān)聯(lián)；響應(yīng)于所述接收到的用戶標(biāo)識(shí)從所述存儲(chǔ)器取得代表值的裝置。
28、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，其中所述處理裝置進(jìn)一步被 配置用于根據(jù)所述驗(yàn)證結(jié)果鑒別所述節(jié)點(diǎn)。
29、 根據(jù)權(quán)利要求28的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，所述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含 獲得與所述標(biāo)識(shí)相關(guān)的質(zhì)詢的裝置；以及 將所述質(zhì)詢傳輸至所述節(jié)點(diǎn)的裝置。
30、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，所述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含根 據(jù)所述驗(yàn)證結(jié)果授權(quán)一方的裝置。
31、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，所述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包含 一生成隨機(jī)數(shù)的裝置；以及一將所述隨機(jī)數(shù)傳輸至所述節(jié)點(diǎn)的裝置。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，用于傳輸所述隨機(jī)數(shù)的所述 裝置進(jìn)一步被配置用于在傳輸前加密所述隨機(jī)數(shù)。
33、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，其中所述驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)是可信平 臺(tái)模塊。
34、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，其中用于取得與所述標(biāo)識(shí)相 關(guān)的代表值的所述裝置被配置自通過(guò)計(jì)算機(jī)程序取得所述代表值。
35、 根據(jù)權(quán)利要求34的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，其中所述計(jì)算機(jī)程序通過(guò)數(shù) 據(jù)載體分發(fā)。
36、 根據(jù)權(quán)利要求25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，其中用于取得所述代表值的 所述裝置用于從已加密數(shù)據(jù)中提取所述代表值。
37、 鑒別系統(tǒng)，包含根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)和根據(jù)權(quán)利要求25 的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)。
38、 鑒別系統(tǒng)，包含根據(jù)權(quán)利要求24的智能卡和根據(jù)權(quán)利要求 25的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)。
39、 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包含存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程序代碼 模塊，該介質(zhì)包含根據(jù)權(quán)利要求16的節(jié)點(diǎn)的代表值，用于鑒別所述 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
全文摘要
提供得到用于對(duì)第一和第二節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密或鑒別的密鑰的方法，該方法包括，從用戶的物理標(biāo)識(shí)符測(cè)量結(jié)果確定代表值；生成隨機(jī)數(shù)；以及結(jié)合該代表值和該隨機(jī)數(shù)以提供加密密鑰。本發(fā)明進(jìn)一步提供節(jié)點(diǎn)、驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)以及提供驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鑒別的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的加密密鑰生成。本發(fā)明進(jìn)一步提供計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包含在鑒別該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品時(shí)使用的節(jié)點(diǎn)的代表值。
文檔編號(hào)G06K9/62GK101124767SQ200580044128
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者B·斯科里奇, G·J·斯赫雷恩, J·格色靈, P·T·迪爾斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司