專利名稱：利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域的認(rèn)證方法，尤其涉及一種利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證 的方法。
技術(shù)背景在信息安全領(lǐng)域， 一個(gè)不可避免的問題就是需要驗(yàn)證主、被叫方身份是否合法。例如， 主叫方對被叫方的身份進(jìn)行驗(yàn)證，如果驗(yàn)證的結(jié)果為被叫方的身份合法，則向其提供進(jìn)一步 通訊資源使用權(quán)，否則不提供進(jìn)一步的資源使用權(quán)。通常在安全認(rèn)證應(yīng)用領(lǐng)域中，所采用的安全認(rèn)證方式主要有兩種采用對稱密鑰算法實(shí) 現(xiàn)外部認(rèn)證的方法和采用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法。 (一)采用對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其過程如下(a) 通訊雙方即主、被叫方，事先約定所采用的加密算法，和一個(gè)共享密鑰，該密鑰用 于加密和解密；(b) 主叫方向被叫方提出取認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)請求，被叫方根據(jù)該請求生成一組認(rèn)證隨機(jī)數(shù) 據(jù)，并發(fā)送給主叫方；(C)主叫方用約定的算法和密鑰對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)做加密運(yùn)算，把運(yùn)算結(jié)果提供給被叫方； (d)被叫方用約定好的算法和密鑰對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果與主叫方的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較，如果比較一致，就確認(rèn)了主叫方的身份，向主叫方提供進(jìn)一步的通訊環(huán)境。從上述流程中可以看出，利用對稱密鑰算法做外部認(rèn)證，通訊雙方需要事先約定密鑰， 而密鑰是保密的，不對外界提供，擁有所約定密鑰的，就可認(rèn)為其身份合法。只有知道所約 定的密鑰，才可能計(jì)算出正確的結(jié)果。對稱密鑰算法的特點(diǎn)是算法公開、計(jì)算量小、加密速度快、加密效率高，但是，通訊雙 方需要事先約定同樣的密鑰，并由主叫方將該密鑰傳送給被叫方；因此，傳送過程中，密鑰 的安全性得不到保證。此外，每對用戶每次使用對稱密鑰算法時(shí)，都需要使用其他人不知道 的惟一密鑰，這會(huì)使得主、被叫雙方所擁有的密鑰數(shù)量成幾何級數(shù)增長，密鑰管理成為用戶 的負(fù)擔(dān)。單純的對稱密鑰管理，存在密鑰約定和保密方面的風(fēng)險(xiǎn)。因而，密鑰協(xié)商是對稱密 鑰算法的劣勢。(二)采用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法。非對稱密鑰算法即公鑰密碼算法，是 使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對鑰匙公鑰和私鑰。對于使用公鑰加密的數(shù)據(jù)，只 能使用與該公鑰匹配的私鑰進(jìn)行解密；對于使用私鑰加密的數(shù)據(jù)，只能使用與該私鑰匹配的 公鑰進(jìn)行解密。顧名思義，公鑰是指可以提供給很多人的密鑰，是公開的。相反，私鑰是特定個(gè)人所獨(dú) 有的，是保密的。具體通訊時(shí)，首先，通訊雙方事先都申請有共同信任的第三方的數(shù)字證書，該第三方可 以是一個(gè)CA (數(shù)字證書頒發(fā)機(jī)構(gòu))服務(wù)機(jī)構(gòu)，也可以是專用服務(wù)器；通常，數(shù)字證書頒發(fā)機(jī) 構(gòu)(CA)對主叫方公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名，以便確認(rèn)公鑰是來自聲稱發(fā)送公鑰的主體。主叫方向 被叫方發(fā)送主叫方公鑰，由于公鑰的公開并不會(huì)影響到通信的保密性，主叫方可以將其公鑰 公布在公共數(shù)據(jù)庫，由其他用戶取用，或以普通電子郵件等方式發(fā)送給被叫方；被叫方得到 主叫方公鑰后，利用非對稱密鑰算法以主叫方公鑰作為加密密鑰對明文進(jìn)行加密，并將密文 發(fā)送給主叫方；主叫方收到密文后，使用自己持有的私鑰對密文進(jìn)行解密，還原出明文。利用非對稱密鑰實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的典型過程如圖1所示(1) 主叫方將一個(gè)請求發(fā)送給CA，該請求中包括主叫方的名字，主叫方公鑰和其他一 些信息；(2) CA使用CA的私鑰對主叫方公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名；CA將該數(shù)字簽名返回給主叫方；(3) 主叫方將主叫方公鑰和數(shù)字簽名發(fā)送給被叫方；(4) 被叫方獲取CA的公鑰，并用CA的公鑰對數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證。如果證明數(shù)字簽名是 有效的，說明主叫方的身份合法。在上述流程中，被叫方首先證明主叫方的數(shù)字簽名是合法的(因?yàn)榈谌降臄?shù)字簽名是 大家認(rèn)可的)，繼而證明主叫方是該公鑰的合法持有者(主叫方私鑰和公鑰是成對的)，并以 此說明主叫方的身份是合法的。因而，非對稱密鑰算法可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)鑒別，并能以數(shù)字簽名實(shí)現(xiàn)不可抵賴性，解決了密鑰管 理的問題。然而在使用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的時(shí)候，在驗(yàn)證了主叫方公鑰的合法性之后， 被叫方并沒有對主叫方私鑰再做進(jìn)一步的驗(yàn)證，這樣就很難保證主叫方公鑰和主叫方私鑰是 一對匹配的公私鑰對。也就是說，由于已經(jīng)驗(yàn)證了主叫方公鑰的合法性，若此時(shí)主叫方發(fā)生改變，替換后的主叫方仍能與被叫方進(jìn)行通訊。但是，此時(shí)，與被叫方進(jìn)行通訊的主叫方前后不一致，因此，這就破壞了通訊的完整性和流暢性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，以增強(qiáng)通訊過程 中的安全性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。 利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，包括以下步驟-(1) 被叫方驗(yàn)證主叫方公鑰；(2) 被叫方驗(yàn)證主叫方私鑰；(3) 若主叫方公鑰和主叫方私鑰是一對匹配的公私鑰對，則為主叫方和被叫方提供合法 的通訊環(huán)境。所述步驟(1)和(2)之間還包括 被叫方對主叫方公鑰進(jìn)行鎖定保護(hù)。 所述步驟(1)具體為(11) 主叫方獲取第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名；(12) 主叫方向被叫方提供主叫方公鑰和第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名，由被叫方進(jìn) 行合法性驗(yàn)證。所述步驟(11)包括(111) 主叫方向第三方發(fā)送請求，該請求中包含有主叫方公鑰；(112) 第三方收到該請求后，對所述主叫方公鑰迸行數(shù)字簽名；(113) 第三方將該消息和數(shù)字簽名返回給主叫方。所述步驟(112)中的第三方對主叫方公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名的過程具體為 第三方先對主叫方公鑰做摘要運(yùn)算，然后對摘要運(yùn)算的結(jié)果做填充，用第三方的私鑰對填充后的摘要運(yùn)算結(jié)果做非對稱密鑰的私鑰運(yùn)算。所述步驟(12)中的主叫方向被叫方提供主叫方公鑰和第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名的過程具體為(121)主叫方向被叫方發(fā)送主叫方公鑰；(122) 主叫方向被叫方發(fā)送第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名；被叫方收到該數(shù)字簽名后， 從第三方獲取第三方的公鑰；(123) 被叫方用第三方的公鑰驗(yàn)證主叫方提供的數(shù)字簽名。 所述步驟(123)具體為被叫方使用第三方的公鑰對該數(shù)字簽名做公鑰運(yùn)算；將公鑰運(yùn)算得到的結(jié)果，和數(shù)字簽 名中的摘要運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較，若比較結(jié)果相同，則該數(shù)字簽名合法；若比較結(jié)果不同， 則該數(shù)字簽名不合法。所述被叫方使用第三方的公鑰做公鑰運(yùn)算的結(jié)果，與數(shù)字簽名中摘要運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比 較的標(biāo)準(zhǔn)是公鑰運(yùn)算結(jié)果的格式，與填充后的結(jié)果的格式一致；并且，可分離出來的被填充數(shù)據(jù)和 數(shù)字簽名中摘要運(yùn)算的結(jié)果一致。 所述步驟(2)具體為(21) 主叫方向被叫方發(fā)送取認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)請求，被叫方根據(jù)該請求生成認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)， 并發(fā)送給主叫方；(22) 主叫方用主叫方私鑰對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)做數(shù)字簽名，并將數(shù)字簽名發(fā)送給被叫方；(23) 被叫方用主叫方被驗(yàn)證后的公鑰對該私鑰運(yùn)算后的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；若驗(yàn)證通過， 則主叫方的身份合法；否則主叫方的身份不合法。所述主叫方用主叫方私鑰對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)數(shù)字簽名的過程具體為-主叫方先對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)摘要運(yùn)算，再將摘要運(yùn)算結(jié)果做填充，之后用主叫方私鑰做非 對稱密鑰的私鑰運(yùn)算；所述被叫方用主叫方公鑰對該數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證的過程具體為被叫方使用主叫方公鑰對該數(shù)字簽名做公鑰運(yùn)算；將公鑰運(yùn)算得到的結(jié)果，和數(shù)字簽名 中的摘要運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較，若比較結(jié)果相同，則可確認(rèn)主叫方的身份； 所述認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)為一組隨機(jī)數(shù)或者當(dāng)前時(shí)間。綜上所述，本發(fā)明采用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，利用非對稱密鑰算法可方 便的做密鑰協(xié)定這一優(yōu)點(diǎn)，主叫方獲取第三方私鑰對主叫方公鑰的數(shù)字簽名，并將主叫方公 鑰和該數(shù)字簽名發(fā)送給被叫方；被叫方用第三方的公鑰驗(yàn)證主叫方的數(shù)字簽名的合法性；接著，由被叫方驗(yàn)證主叫方是否具有與主叫方公鑰相匹配的私鑰，即主叫方利用主叫方私鑰對 被叫方提供的認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字簽名，而被叫方用主叫方公鑰對數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證。因 此，上述前后兩個(gè)驗(yàn)證的過程，能夠確保主叫方公鑰和主叫方私鑰是相互匹配的公私鑰對， 實(shí)現(xiàn)了對通訊雙方身份的有效認(rèn)證，提高了外部認(rèn)證的有效性，增強(qiáng)了通訊過程的安全性。另外，在確認(rèn)了主叫方公鑰的合法性后，由被叫方對主叫方公鑰做鎖定保護(hù)，這樣，就 保證了主叫方公鑰在通訊過程中不被替換，從而，在主、被叫雙方做進(jìn)一步的通訊的時(shí)候， 能夠確保進(jìn)行通訊的雙方不發(fā)生改變，也就是說做進(jìn)一步通訊的雙方仍是在進(jìn)行公鑰合法性 驗(yàn)證之前想要進(jìn)行通訊的雙方。因此，這個(gè)步驟保證了通訊過程的完整性和流暢性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的流程圖； 圖2是本發(fā)明利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法的基本原理圖； 圖3是本發(fā)明利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法的流程圖； 圖4是本發(fā)明利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法在具體實(shí)施過程中的流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作 進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖2所示，本發(fā)明的中心思想如下首先，被叫方驗(yàn)證主叫方公鑰；若主叫方公鑰合 法，則由被叫方驗(yàn)證主叫方私鑰；若主叫方公鑰和主叫方私鑰是一對匹配的公私鑰對，則為 主叫方和被叫方提供合法的通訊環(huán)境。如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程如下第三方擁有一對相互匹配的公鑰和私鑰；主叫方 發(fā)送主叫方公鑰給第三方；第三方用其私鑰對所述主叫方公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名，并將該數(shù)字簽 名發(fā)送給主叫方；主叫方發(fā)送主叫方公鑰和數(shù)字簽名給被叫方，被叫方獲得第三方的公鑰后， 對所述數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證；驗(yàn)證通過后，主叫方發(fā)送取認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)請求給被叫方，被叫方生成認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)，并 發(fā)送給主叫方；主叫方利用主叫方私鑰對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字簽名，并將該數(shù)字簽名發(fā)送 給被叫方；被叫方用主叫方公鑰對數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證。若驗(yàn)證通過，則主叫方的身份合法。上述認(rèn)證流程中所提到的第三方是主、被叫雙方共同信任的機(jī)構(gòu)，可以是一個(gè)CA(數(shù)字 證書頒發(fā)機(jī)構(gòu))服務(wù)機(jī)構(gòu)，也可以是專用服務(wù)器。上述的數(shù)字簽名，是非對稱密鑰算法的一個(gè)功能。實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名有很多方法，目前數(shù)字 簽名采用較多的是非對稱密鑰技術(shù)，如基于RSA Data Security公司的PKCS (Public Key Cryptography Standards)、 DSA (Digital Signature Algorithm)、 X. 509、 PGP (Pretty Good Privacy)。 1994年美國標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)協(xié)會(huì)公布了數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)(DSS)而使公鑰加密技術(shù)廣泛 應(yīng)用，同時(shí)應(yīng)用散列算法(HASH)即摘要算法，也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名的一種方法。所述的數(shù)字簽名的過程是，先對待簽名數(shù)據(jù)(例如上面提到的主叫方公鑰，認(rèn)證隨機(jī) 數(shù)據(jù)等)用摘要函數(shù)(HASH函數(shù))做摘要運(yùn)算，然后按照安全協(xié)議規(guī)定的格式進(jìn)行填充，最 后利用非對稱密鑰算法(如RSA算法等)使用簽名者的私鑰(例如上面提到的第三方的私 鑰，主叫方私鑰等)對摘要運(yùn)算的結(jié)果做私鑰運(yùn)算，得到的結(jié)果就是數(shù)字簽名。采用本發(fā)明進(jìn)行外部認(rèn)證的流程中，數(shù)字簽名的過程包括第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名，以及主叫 方對被叫方提供的認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)的數(shù)字簽名。這兩個(gè)過程在具體實(shí)施例中詳細(xì)介紹。所述摘要運(yùn)算為現(xiàn)有技術(shù)，是安全協(xié)議中用到的一種單向函數(shù)，采用單向散列算法，即 對輸入的不定長度的數(shù)據(jù)作變換，輸出固定長度的變換結(jié)果。常用的摘要算法有MD5、 SHAl、 SHA256等。下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。在本實(shí)施例中，作外部認(rèn)證的通訊雙方，即主叫方是外部通訊設(shè)備，被叫方是信息安全 設(shè)備。信息安全設(shè)備，是指具備非對稱密鑰運(yùn)算能力的設(shè)備，用于信息安全的目的。外部通 訊設(shè)備是指要和信息安全設(shè)備進(jìn)行通訊的設(shè)備。目前，使用非對稱密鑰算法的加密標(biāo)準(zhǔn)有RSA， DSA， Diffie—Hellman等，其中，RSA 算法是第一個(gè)能同時(shí)用于加密和數(shù)字簽名的算法。RSA算法是被研究得最廣泛的非對稱密鑰 算法，從提出到現(xiàn)在己近二十年，其經(jīng)歷了各種攻擊的考驗(yàn)而逐漸為人們接受，并被普遍認(rèn) 為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。下面結(jié)合圖4，以RSA算法為例，描述本發(fā)明的具體實(shí)施 過程。步驟l:外部通訊設(shè)備發(fā)送請求給CA，該請求包含有外部通訊設(shè)備的名稱，外部通訊設(shè) 備公鑰和其他一些信息。收到該請求后，CA使用CA的私鑰對所述外部通訊設(shè)備公鑰進(jìn)行數(shù) 字簽名。CA將該數(shù)字簽名返回給外部通訊設(shè)備。步驟2:為了證明自己的身份合法，以期和信息安全設(shè)備做有效通訊，外部通訊設(shè)備發(fā)起認(rèn)證過程外部通訊設(shè)備向信息安全設(shè)備發(fā)送外部通訊設(shè)備公鑰及第三方對外部通訊設(shè)備公鑰的數(shù)字簽名，由信息安全設(shè)備對該數(shù)字簽名的合法性進(jìn)行驗(yàn)證。信息安全設(shè)備對所述數(shù)字簽名的合法性進(jìn)行驗(yàn)證的過程包括如下步驟步驟21:外部通訊設(shè)備向信息安全設(shè)備發(fā)送CA對外部通訊設(shè)備公鑰的數(shù)字簽名；信息安全設(shè)備收到該數(shù)字簽名后，從CA獲取CA的公鑰，并用CA的公鑰驗(yàn)證外部通訊設(shè)備提供的數(shù)字簽名；步驟22:驗(yàn)證通過后，信息安全設(shè)備對外部通訊設(shè)備公鑰做鎖定保護(hù)。 在步驟l中，CA對外部通訊設(shè)備公鑰做數(shù)字簽名的過程為CA先對被簽名數(shù)據(jù)即外部通 訊設(shè)備公鑰做摘要運(yùn)算，然后把摘要運(yùn)算的結(jié)果按照安全協(xié)議規(guī)定的方式做填充，用CA的私鑰對填充后的摘要運(yùn)算結(jié)果做非對稱密鑰的私鑰運(yùn)算，運(yùn)算出來的結(jié)果就是數(shù)字簽名。所述的安全協(xié)議，可以為PKCS協(xié)議，也可以是X.509協(xié)議等等；采用不同的安全協(xié)議，由于每種 安全協(xié)議對應(yīng)的填充方式不同，因此可得到不同的填充結(jié)果。由于在上述CA對外部通訊設(shè)備公鑰做數(shù)字簽名的過程是利用了 CA的私鑰，根據(jù)非對稱 密鑰算法的原理，只有使用與CA的私鑰相匹配的CA的公鑰才能對該數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證。因 此，信息安全設(shè)備在對該數(shù)字簽名的合法性進(jìn)行驗(yàn)證的時(shí)候，就需使用CA的公鑰。在步驟21中，信息安全設(shè)備用CA的公鑰對上述數(shù)字簽名的合法性進(jìn)行驗(yàn)證的過程為 使用CA的公鑰對該數(shù)字簽名做公鑰運(yùn)算；將公鑰運(yùn)算得到的結(jié)果，和數(shù)字簽名中的摘要運(yùn)算 的結(jié)果進(jìn)行比較，若比較結(jié)果相同，則該數(shù)字簽名合法；若比較結(jié)果不同，則該數(shù)字簽名不 合法。這個(gè)過程可以看作是CA對外部通訊設(shè)備公鑰做數(shù)字簽名的過程的逆運(yùn)算。信息安全設(shè)備 用CA的公鑰對該數(shù)字簽名做公鑰運(yùn)算;若其運(yùn)算結(jié)果的格式，與上述按照安全協(xié)議填充后的 結(jié)果的格式一致；并且，可分離出來的被填充數(shù)據(jù)和數(shù)字簽名中摘要運(yùn)算的結(jié)果一致的話， 就可證明外部通訊設(shè)備所提供的CA對外部通訊設(shè)備公鑰的數(shù)字簽名合法，并由信息安全設(shè)備 對外部通訊設(shè)備公鑰做鎖定保護(hù)，以進(jìn)行進(jìn)一步的通訊；若不一致，則該數(shù)字簽名不合法，外部認(rèn)證流程結(jié)束。步驟3:外部通訊設(shè)備向信息安全設(shè)備發(fā)送取認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)請求，信息安全設(shè)備根據(jù)該 請求生成一組認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)，并將所述認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送給外部通訊設(shè)備。所述的認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)既可以是一組隨機(jī)數(shù)，也可以是其他數(shù)據(jù)，比如當(dāng)前時(shí)間等，還可 使用信息安全設(shè)備的公鑰作為認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)。步驟4:外部通訊設(shè)備利用外部通訊設(shè)備私鑰對該認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)做數(shù)字簽名，并將簽名 后的認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送給信息安全設(shè)備；信息安全設(shè)備利用經(jīng)鎖定保護(hù)的外部通訊設(shè)備公鑰 驗(yàn)證該數(shù)字簽名，若該數(shù)字簽名驗(yàn)證合法，則外部通訊設(shè)備的身份合法；否則，外部通訊設(shè) 備的身份不合法。這里的外部通訊設(shè)備對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)做數(shù)字簽名的過程為外部通訊設(shè)備先對認(rèn)證隨機(jī) 數(shù)據(jù)做摘要運(yùn)算，再將摘要運(yùn)算結(jié)果按照安全協(xié)議規(guī)定的方式做填充，之后用外部通訊設(shè)備 私鑰做非對稱密鑰的私鑰運(yùn)算，私鑰運(yùn)算的結(jié)果就是數(shù)字簽名。這里所述的安全協(xié)議，可以 為PKCS協(xié)議，也可以是X,509協(xié)議等等。這里的信息安全設(shè)備利用經(jīng)鎖定保護(hù)的外部通訊設(shè)備公鑰，驗(yàn)證該數(shù)字簽名的過程為 信息安全設(shè)備使用主叫方經(jīng)鎖定保護(hù)的公鑰對該數(shù)字簽名做公鑰運(yùn)算；將公鑰運(yùn)算得到的結(jié) 果，和數(shù)字簽名中的摘要運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較，若比較結(jié)果相同，則外部通訊設(shè)備的身份合 法；否則外部通訊設(shè)備的身份不合法。其中的原理是，若信息安全設(shè)備用鎖定保護(hù)的外部通 訊設(shè)備公鑰對該數(shù)字簽名驗(yàn)證正確，則說明外部通訊設(shè)備在對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)做數(shù)字簽名過程 中所用到的私鑰，和外部通訊設(shè)備提供的外部通訊設(shè)備公鑰是成對的。由于前面已經(jīng)驗(yàn)證了 外部通訊設(shè)備公鑰的合法性，則與之成對的私鑰也是合法的；而能夠用外部通訊設(shè)備私鑰進(jìn) 行簽名運(yùn)算的只有該私鑰的合法擁有者，即該外部通訊設(shè)備，以此可推斷出外部通訊設(shè)備具 有合法的通訊權(quán)利。上述采用非對稱密鑰算法進(jìn)行外部認(rèn)證的流程中，采取公鑰鎖定保護(hù)措施，可保證在確 認(rèn)外部通訊設(shè)備公鑰的合法性之后，外部通訊設(shè)備公鑰不被替換。公鑰鎖定保護(hù)措施，比如 在前面的驗(yàn)證通過的同時(shí)，就把該公鑰保存到一個(gè)安全空間，該空間的更改操作受權(quán)限控制， 沒有相應(yīng)的訪問權(quán)限無法對該空間進(jìn)行寫操作，只有驗(yàn)證第三方簽名操作中才可對該空間進(jìn) 行寫操作。公鑰鎖定保護(hù)，即公知的一種對存儲(chǔ)區(qū)信息進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)，基本是通過對存儲(chǔ) 區(qū)進(jìn)行訪問權(quán)限控制來實(shí)現(xiàn)的，具體的實(shí)現(xiàn)方式在此不再具體說明。本發(fā)明的認(rèn)證流程既可在離線方式下完成，又可在在線方式下完成。 由于本發(fā)明強(qiáng)調(diào)的是整體的認(rèn)證流程，其中認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)采用哪一種，不做限定。采用 哪一種摘要算法和非對稱密鑰算法，也不做限定。同樣，信息安全設(shè)備和外部通訊設(shè)備也可 以是多種形態(tài)的，例如加密機(jī)、板子、ic卡等。非對稱密鑰算法(公鑰密碼算法)，其特點(diǎn)就是可以方便地做密鑰協(xié)定，包括數(shù)字簽名的 提供。非對稱密鑰算法例如RSA和ECC密碼算法都具有數(shù)據(jù)加密、密鑰協(xié)定、數(shù)字簽名這三 種功能。采用這樣的非對稱密鑰算法，除了做數(shù)據(jù)加密外，還可在通訊雙方現(xiàn)場約定密鑰而 不為第三者知道，也可做數(shù)字簽名以證明自己的身份，做到不可否認(rèn)。非對稱密鑰算法的這 些特點(diǎn)在密鑰管理和數(shù)字簽名方面發(fā)揮了作用，排除了死角，提供了強(qiáng)鑒別手段。因此，本發(fā)明正是利用非對稱密鑰算法可方便的做密鑰協(xié)定這一優(yōu)點(diǎn)，信息安全設(shè)備首 先用第三方的數(shù)字簽名驗(yàn)證外部通訊設(shè)備的數(shù)字簽名的合法性；在驗(yàn)證通過后，由信息安全設(shè)備驗(yàn)證外部通訊設(shè)備是否具有與外部通訊設(shè)備公鑰相匹配的外部通訊設(shè)備私鑰，從而確認(rèn) 外部通訊設(shè)備身份的合法性。與利用對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法相比，這一步驟避免 了在通訊雙方之間傳遞密鑰，因此確保了通訊過程的安全性。另外，信息安全設(shè)備在驗(yàn)證了外部通訊設(shè)備的數(shù)字簽名的合法性后，對外部通訊設(shè)備公 鑰做鎖定保護(hù)。因此，這就保證了外部通訊設(shè)備公鑰不被替換，從而保證了通訊過程的完整 性和流暢性。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域 技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本 發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于(1)被叫方驗(yàn)證主叫方公鑰；(2)被叫方驗(yàn)證主叫方私鑰；(3)若主叫方公鑰和主叫方私鑰是一對匹配的公私鑰對，則為主叫方和被叫方提供合法的通訊環(huán)境。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 歩驟(1)和(2)之間還包括-被叫方對主叫方公鑰進(jìn)行鎖定保護(hù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 步驟(1)具體為(11) 主叫方獲取第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名；(12) 主叫方向被叫方提供主叫方公鑰和第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名，由被叫方進(jìn) 行合法性驗(yàn)證。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 步驟(11)包括(111) 主叫方向第三方發(fā)送請求，該請求中包含有主叫方公鑰；(112) 第三方收到該請求后，對所述主叫方公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名；(113) 第三方將該消息和數(shù)字簽名返回給主叫方。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 步驟(112)中的第三方對主叫方公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名的過程具體為第三方先對主叫方公鑰做摘要運(yùn)算，然后對摘要運(yùn)算的結(jié)果做填充，用第三方的私鑰對 填充后的摘要運(yùn)算結(jié)果做非對稱密鑰的私鑰運(yùn)算。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 步驟(12)中的主叫方向被叫方提供主叫方公鑰和第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名的過程具 體為(121) 主叫方向被叫方發(fā)送主叫方公鑰；(122) 主叫方向被叫方發(fā)送第三方對主叫方公鑰的數(shù)字簽名；被叫方收到該數(shù)字簽名后，從第三方獲取第三方的公鑰；(123)被叫方用第三方的公鑰驗(yàn)證主叫方提供的數(shù)字簽名。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 步驟(123)具體為被叫方使用第三方的公鑰對該數(shù)字簽名做公鑰運(yùn)算；將公鑰運(yùn)算得到的結(jié)果，和數(shù)字簽 名中的摘要運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較，若比較結(jié)果相同，則該數(shù)字簽名合法；若比較結(jié)果不同， 則該數(shù)字簽名不合法。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 被叫方使用第三方的公鑰做公鑰運(yùn)算的結(jié)果，與數(shù)字簽名中摘要運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn) 是公鑰運(yùn)算結(jié)果的格式，與填充后的結(jié)果的格式一致；并且，可分離出來的被填充數(shù)據(jù)和 數(shù)字簽名中摘要運(yùn)算的結(jié)果一致。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所述 步驟(2)具體為(21) 主叫方向被叫方發(fā)送取認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)請求，被叫方根據(jù)該請求生成認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)， 并發(fā)送給主叫方；(22) 主叫方用主叫方私鑰對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)做數(shù)字簽名，并將數(shù)字簽名發(fā)送給被叫方；(23) 被叫方用主叫方被驗(yàn)證后的公鑰對該私鑰運(yùn)算后的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；若驗(yàn)證通過， 則主叫方的身份合法；否則主叫方的身份不合法。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，其特征在于，所 述主叫方用主叫方私鑰對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)數(shù)字簽名的過程具體為主叫方先對認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)摘要運(yùn)算，再將摘要運(yùn)算結(jié)果做填充，之后用主叫方私鑰做非 對稱密鑰的私鑰運(yùn)算；所述被叫方用主叫方公鑰對該數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證的過程具體為被叫方使用主叫方公鑰對該數(shù)字簽名做公鑰運(yùn)算；將公鑰運(yùn)算得到的結(jié)果，和數(shù)字簽名 中的摘要運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較，若比較結(jié)果相同，則可確認(rèn)主叫方的身份； 所述認(rèn)證隨機(jī)數(shù)據(jù)為一組隨機(jī)數(shù)或者當(dāng)前時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用非對稱密鑰算法實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證的方法，涉及信息安全領(lǐng)域中的認(rèn)證方法，為增強(qiáng)通訊過程中的安全性而發(fā)明。包括(1)被叫方驗(yàn)證主叫方公鑰；(2)被叫方驗(yàn)證主叫方私鑰；(3)若主叫方公鑰和主叫方私鑰是一對匹配的公私鑰對，則為主叫方和被叫方提供合法的通訊環(huán)境。本發(fā)明前后兩個(gè)驗(yàn)證的過程，能夠?qū)崿F(xiàn)對通訊雙方身份的準(zhǔn)確確認(rèn)，從而提高外部認(rèn)證的有效性，增強(qiáng)通訊過程的安全性。
文檔編號H04L9/08GK101277186SQ20071006500
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者劉海蛟, 胡俊義, 敏 董 申請人:北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司