專利名稱：一種會(huì)話密鑰的生成方法及模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種會(huì)話密鑰的生成方法及模塊。
背景技術(shù)：
隨著電子支付技術(shù)的發(fā)展，支付手段的電子化和移動(dòng)化是不可避免的必然趨勢(shì)。 移動(dòng)支付將移動(dòng)終端的便攜性和電子支付的自主性相結(jié)合，龐大的移動(dòng)用戶數(shù)量為移動(dòng)支付的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)，可見移動(dòng)支付所蘊(yùn)藏的市場(chǎng)潛力巨大。
目前各種無(wú)線射頻(Radio Frequency, RF)通訊應(yīng)用十分廣泛,尤其是2. 4GHz作為全球通用的ISM (Industrial Scientific Medical,工業(yè)科學(xué)醫(yī)學(xué))頻段,在無(wú)線局域網(wǎng) WLAN、藍(lán)牙、ZigBee等無(wú)線通訊方面有著廣泛的應(yīng)用。由帶磁通道的2. 4GHz射頻智能卡及其讀卡器所組成的近距離射頻通訊系統(tǒng)屬于一種典型的移動(dòng)支付應(yīng)用系統(tǒng)。由帶磁通道的2.4G射頻智能卡及其讀卡器所組成的近距離射頻通訊系統(tǒng)采用磁通道進(jìn)行距離控制，采用射頻通道完成交易過(guò)程。2.4GHz的頻段具有傳輸速率高和傳輸距離較遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，但也正因?yàn)槠渫ㄓ崝?shù)據(jù)傳輸距離較遠(yuǎn)，使得通過(guò)2. 4GHz頻段傳輸?shù)臄?shù)據(jù)很容易在空中被非法截獲和利用，從而給通訊帶來(lái)一定的安全隱患。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種會(huì)話密鑰的生成方法及模塊，能夠獲得安全性更高的會(huì)話密鑰，從而提高使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種會(huì)話密鑰的生成方法，包括生成第一隨機(jī)數(shù)；通過(guò)磁通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶所述第一隨機(jī)數(shù)；通過(guò)射頻通道接收響應(yīng)消息，所述響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù)；根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰，包括以所述第一隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第一隨機(jī)數(shù)的變換得到的值為主密鑰，以所述第二隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第二隨機(jī)數(shù)的變換而得到的值為分散參數(shù)，按照設(shè)定的密鑰分散算法對(duì)所述主密鑰和分散參數(shù)進(jìn)行密鑰分散，得到所述會(huì)話密鑰。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述設(shè)定的密鑰分散算法為以長(zhǎng)度為 16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)為被加密明文,進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的前半部分；以所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以所述長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)的按位取反為被加密明文，進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為所述長(zhǎng)度為16 字節(jié)的會(huì)話密鑰的后半部分。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰通過(guò)如下方式得到取長(zhǎng)度為14字節(jié)的第一隨機(jī)數(shù)序列，在每7比特?cái)?shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7比特?cái)?shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，得到所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)通過(guò)如下方式得到直接取長(zhǎng)度為8字節(jié)的第二隨機(jī)數(shù)作為分散參數(shù)。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述第一隨機(jī)數(shù)的長(zhǎng)度大于或等于2字節(jié)，且小于或等于14字節(jié)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提出了一種會(huì)話密鑰的生成模塊，包括第一生成單元，用于生成第一隨機(jī)數(shù)；第一發(fā)送單元，用于通過(guò)磁通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶所述第一隨機(jī)數(shù)；第一接收單元，用于通過(guò)射頻通道接收響應(yīng)消息，所述響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù)； 密鑰生成單元，用于根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
進(jìn)一步地，上述模塊還可具有以下特點(diǎn)，所述密鑰生成單元包括第一密鑰生成子單元，用于以所述第一隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第一隨機(jī)數(shù)的變換得到的值為主密鑰;第二密鑰生成子單元，用于以所述第二隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第二隨機(jī)數(shù)的變換而得到的值為分散參數(shù)；第三密鑰生成子單元，用于按照設(shè)定的密鑰分散算法對(duì)所述主密鑰和分散參數(shù)進(jìn)行密鑰分散，得到所述會(huì)話密鑰。
進(jìn)一步地，上述模塊還可具有以下特點(diǎn)，所述第三密鑰生成子單元包括第一密鑰分散算法子單元，用于以長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)為被加密明文，進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為 16字節(jié)的會(huì)話密鑰的前半部分；第二密鑰分散算法子單元，用于以所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以所述長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)的按位取反為被加密明文,進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的后半部分。
進(jìn)一步地，上述模塊還可具有以下特點(diǎn)，所述第一密鑰生成子單元包括主密鑰獲取子單元，用于取長(zhǎng)度為14字節(jié)的第一隨機(jī)數(shù)序列，在每7比特?cái)?shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該 7比特?cái)?shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，得到所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰。
進(jìn)一步地，上述模塊還可具有以下特點(diǎn)，所述第二密鑰生成子單元包括分散參數(shù)獲取子單元，用于直接取長(zhǎng)度為8字節(jié)的第二隨機(jī)數(shù)作為分散參數(shù)。
進(jìn)一步地，上述模塊還可具有以下特點(diǎn)，所述第一隨機(jī)數(shù)的長(zhǎng)度大于或等于2字節(jié)，且小于或等于14字節(jié)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提出了一種會(huì)話密鑰的生成方法，包括通過(guò)磁通道接收會(huì)話請(qǐng)求消息，所述會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一隨機(jī)數(shù)；生成第二隨機(jī)數(shù)；通過(guò)射頻通道發(fā)送響應(yīng)消息，該響應(yīng)消息攜帶所述第二隨機(jī)數(shù)；根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提出了一種會(huì)話密鑰的生成模塊，包括第二接收單元，用于通過(guò)磁通道接收會(huì)話請(qǐng)求消息，所述會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一隨機(jī)數(shù)；第二生成單元，用于生成第二隨機(jī)數(shù)；第二發(fā)送單元，用于通過(guò)射頻通道發(fā)送響應(yīng)消息，該響應(yīng)消息攜帶所述第二隨機(jī)數(shù)； 密鑰生成單元，用于根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
本發(fā)明的會(huì)話密鑰的生成方法及模塊，利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商，充分利用了磁通道的近距離傳輸特性，使得射頻通道在數(shù)據(jù)安全性上等同于近距離磁通道的安全性，提高了會(huì)話密鑰的安全性，從而提高了使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成方法的一種流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成模塊的一種結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成方法的另一種流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成模塊的另一種結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)會(huì)話過(guò)程的整體流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的主要構(gòu)思是利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商。這樣可以充分利用磁通道的近距離傳輸特性，提高會(huì)話密鑰的安全性，從而提高使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
圖I為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成方法的一種流程圖。圖I所示流程是帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)中會(huì)話發(fā)起方所執(zhí)行的會(huì)話密鑰生成方法流程。如圖I所示，本實(shí)施例中，會(huì)話發(fā)起方所執(zhí)行的會(huì)話密鑰生成方法流程包括步驟401，生成第一隨機(jī)數(shù)RNDl;第一隨機(jī)數(shù)RNDl的長(zhǎng)度可以為大于等于2字節(jié)且小于等于14字節(jié)。優(yōu)選地，第一隨機(jī)數(shù)RNDl的長(zhǎng)度可以為14字節(jié)。
本文中，隨機(jī)數(shù)可以采用任何一種現(xiàn)有的或以后可能出現(xiàn)的隨機(jī)數(shù)生成方式生成。
步驟402，通過(guò)磁通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一隨機(jī)數(shù)RNDl; 會(huì)話請(qǐng)求消息的目的地是會(huì)話發(fā)起方和響應(yīng)方之中的響應(yīng)方。
步驟403,通過(guò)射頻通道接收響應(yīng)消息，響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù)RND2;響應(yīng)消息的來(lái)源是會(huì)話發(fā)起方和響應(yīng)方之中的響應(yīng)方。優(yōu)選地，第二隨機(jī)數(shù)RND2的長(zhǎng)度可以為8字節(jié)。
響應(yīng)方在接收到會(huì)話請(qǐng)求消息之后的通訊接入和建立連接過(guò)程中，但在會(huì)話數(shù)據(jù)開始傳輸之前，可以通過(guò)射頻通道在通訊接入和建立連接過(guò)程中的任何一個(gè)響應(yīng)消息中將第二隨機(jī)數(shù)RND2發(fā)送給發(fā)起方，而不僅僅是在會(huì)話請(qǐng)求消息的響應(yīng)消息中攜帶第二隨機(jī)數(shù)誦2。
步驟404，根據(jù)第一隨機(jī)數(shù)RNDl和第二隨機(jī)數(shù)RND2生成會(huì)話密鑰SK。
根據(jù)第一隨機(jī)數(shù)RNDl和第二隨機(jī)數(shù)RND2生成會(huì)話密鑰的具體過(guò)程可以是以第一隨機(jī)數(shù)RNDl和/或任何基于RNDl的變換而得到的值為主密鑰Km，以第二隨機(jī)數(shù)RND2和 /或任何基于RND2的變換而得到的值為分散參數(shù)X，按照某種指定的密鑰分散算法F對(duì)主密鑰Km和分散參數(shù)X進(jìn)行密鑰分散，從而得到會(huì)話密鑰SK。
優(yōu)選地，主密鑰Km的長(zhǎng)度可以為16字節(jié)。該16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km可以通過(guò)如下方式得到取長(zhǎng)度為14字節(jié)(S卩112bits，l字節(jié)等于8比特)的RNDl序列，在每7bits (比特)數(shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7bits數(shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，從而得到16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km0
優(yōu)選地，第二隨機(jī)數(shù)RND2的長(zhǎng)度可以為8字節(jié)。則分散參數(shù)X可以通過(guò)如下方式得到直接使用8字節(jié)的RND2作為分散參數(shù)X。
其中，密鑰分散算法F可以是以16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km為加密密鑰，以8字節(jié)長(zhǎng)的分散參數(shù)X為被加密明文，進(jìn)行3DES (Triple Data Encryption Standard, 3重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為16字節(jié)會(huì)話密鑰SK的前半部分；以16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km為加密密鑰，以8字節(jié)長(zhǎng)的分散參數(shù)X的按位取反ΓΧ)為被加密明文，進(jìn)行 3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為16字節(jié)會(huì)話密鑰SK的后半部分。其中，這里的加密算法3DES也可以用其他的加密算法代替,例如AES(Advanced Encryption Standard, 先進(jìn)加密標(biāo)準(zhǔn))算法等。
本發(fā)明實(shí)施例的會(huì)話密鑰的生成方法，利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商，充分利用了磁通道的近距離傳輸特性，使得射頻通道在數(shù)據(jù)安全性上等同于近距離磁通道的安全性，提高了會(huì)話密鑰的安全性，從而提高了使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成模塊的一種結(jié)構(gòu)圖。圖2所示第一會(huì)話密鑰生成模塊50用以執(zhí)行圖I所示的會(huì)話密鑰生成方法流程。圖2所示第一會(huì)話密鑰生成模塊應(yīng)用于帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)的會(huì)話發(fā)起方。
如圖2所示，本實(shí)施例中，第一會(huì)話密鑰生成模塊50包括第一生成單元51、第一發(fā)送單元52、第一接收單元53和第一密鑰生成單元54。第一密鑰生成單元54分別與第一生成單元51和第一接收單元53相連。第一發(fā)送單元52與第一生成單元51相連。
第一生成單元51用于生成第一隨機(jī)數(shù)RND1。第一發(fā)送單元52用于通過(guò)磁通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一生成單元51生成的第一隨機(jī)數(shù)RNDl。第一接收單元53用于通過(guò)射頻通道接收會(huì)話請(qǐng)求消息的響應(yīng)消息，該響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù) RND2。密鑰生成單元54用于根據(jù)第一生成單元51生成的第一隨機(jī)數(shù)RNDl和第一接收單元53接收的第二隨機(jī)數(shù)RND2生成會(huì)話密鑰。
其中，第一密鑰生成單元54可以進(jìn)一步包括第一密鑰生成子單元、第二密鑰生成子單元和第三密鑰生成子單元。第一密鑰生成子單元用于以第一隨機(jī)數(shù)RNDl和/或基于第一隨機(jī)數(shù)RNDl的變換得到的值為主密鑰Km。第二密鑰生成子單元用于以第二隨機(jī)數(shù)RND2 和/或基于第二隨機(jī)數(shù)RND2的變換而得到的值為分散參數(shù)X。第三密鑰生成子單元用于按照設(shè)定的密鑰分散算法對(duì)主密鑰Km和分散參數(shù)X進(jìn)行密鑰分散，得到會(huì)話密鑰SK。
其中，第三密鑰生成子單元還可以進(jìn)一步包括密鑰分散算法子單元。密鑰分散算法子單元用于以長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰Km，為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)X為被加密明文，進(jìn)行3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的前半部分；以長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰Km為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)X的按位取反ΓΧ)為被加密明文，進(jìn)行3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的后半部分。
其中，第一密鑰生成子單元可以進(jìn)一步包括主密鑰獲取子單元。主密鑰獲取子單元用于取長(zhǎng)度為14字節(jié)的第一隨機(jī)數(shù)序列，在每7比特?cái)?shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7比特?cái)?shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，得到長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰Km。
其中，第二密鑰生成子單元可以進(jìn)一步包括分散參數(shù)獲取子單元，用于直接取長(zhǎng)度為8字節(jié)的第二隨機(jī)數(shù)作為分散參數(shù)。
其中，第一隨機(jī)數(shù)的長(zhǎng)度可以大于或等于2字節(jié)，且小于或等于14字節(jié)。
本發(fā)明實(shí)施例的會(huì)話密鑰的生成模塊，利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商，充分利用了磁通道的近距離傳輸特性，使得射頻通道在數(shù)據(jù)安全性上等同于近距離磁通道的安全性，提高了會(huì)話密鑰的安全性，從而提高了使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成方法的另一種流程圖。圖3所示流程是帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)中會(huì)話響應(yīng)方所執(zhí)行的會(huì)話密鑰生成方法流程。如圖3所示，本實(shí)施例中，會(huì)話響應(yīng)方所執(zhí)行的會(huì)話密鑰生成方法流程包括步驟601，通過(guò)磁通道接收會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一隨機(jī)數(shù)RNDl;會(huì)話請(qǐng)求消息的來(lái)源是會(huì)話發(fā)起方和響應(yīng)方之中的發(fā)起方。第一隨機(jī)數(shù)RNDl的長(zhǎng)度可以為大于等于2字節(jié)且小于等于14字節(jié)。優(yōu)選地，第一隨機(jī)數(shù)RNDl的長(zhǎng)度可以為14字節(jié)。
步驟602，生成第二隨機(jī)數(shù)RND2;優(yōu)選地，第二隨機(jī)數(shù)RND2的長(zhǎng)度可以為8字節(jié)。
步驟603,通過(guò)射頻通道發(fā)送響應(yīng)消息，該響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù)RND2;響應(yīng)消息的目的地是會(huì)話發(fā)起方和響應(yīng)方之中的發(fā)起方。響應(yīng)方在接收到會(huì)話請(qǐng)求消息之后的通訊接入和建立連接過(guò)程中，但在會(huì)話數(shù)據(jù)開始傳輸之前，可以通過(guò)射頻通道在通訊接入和建立連接過(guò)程中的任何一個(gè)響應(yīng)消息中將第二隨機(jī)數(shù)RND2發(fā)送給發(fā)起方，而不僅僅是在會(huì)話請(qǐng)求消息的響應(yīng)消息中攜帶第二隨機(jī)數(shù)RND2。
步驟604，根據(jù)第一隨機(jī)數(shù)RNDl和第二隨機(jī)數(shù)RND2生成會(huì)話密鑰SK。
根據(jù)第一隨機(jī)數(shù)RNDl和第二隨機(jī)數(shù)RND2生成會(huì)話密鑰的具體過(guò)程可以是以第一隨機(jī)數(shù)RNDl和/或任何基于RNDl的變換而得到的值為主密鑰Km，以第二隨機(jī)數(shù)RND2和 /或任何基于RND2的變換而得到的值為分散參數(shù)X，按照某種指定的密鑰分散算法F對(duì)主密鑰Km和分散參數(shù)X進(jìn)行密鑰分散，從而得到會(huì)話密鑰SK。
優(yōu)選地，主密鑰Km的長(zhǎng)度可以為16字節(jié)。該16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km可以通過(guò)如下方式得到取長(zhǎng)度為14字節(jié)(S卩112bits，l字節(jié)等于8比特)的RNDl序列，在每7bits (比特)數(shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7bits數(shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，從而得到16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km0
優(yōu)選地，第二隨機(jī)數(shù)RND2的長(zhǎng)度可以為8字節(jié)。則分散參數(shù)X可以通過(guò)如下方式得到直接使用8字節(jié)的RND2作為分散參數(shù)X。
其中，密鑰分散算法F可以是以16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km為加密密鑰，以8字節(jié)長(zhǎng)的分散參數(shù)X為被加密明文，進(jìn)行3DES (Triple Data Encryption Standard, 3重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為16字節(jié)會(huì)話密鑰SK的前半部分；以16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km為加密密鑰，以8字節(jié)長(zhǎng)的分散參數(shù)X的按位取反ΓΧ)為被加密明文，進(jìn)行 3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為16字節(jié)會(huì)話密鑰SK的后半部分。
本發(fā)明實(shí)施例的會(huì)話密鑰的生成方法，利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商，充分利用了磁通道的近距離傳輸特性，使得射頻通道在數(shù)據(jù)安全性上等同于近距離磁通道的安全性，提高了會(huì)話密鑰的安全性，從而提高了使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中會(huì)話密鑰的生成模塊的另一種結(jié)構(gòu)圖。圖4所示第二會(huì)話密鑰生成模塊70用以執(zhí)行圖3所示的會(huì)話密鑰生成方法流程。圖4所示第二會(huì)話密鑰生成模塊應(yīng)用于帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)的會(huì)話響應(yīng)方。
如圖4所示，本實(shí)施例中，第二會(huì)話密鑰生成模塊70包括第二生成單元71、第二發(fā)送單元72、第二接收單元73和第二密鑰生成單元74。第二密鑰生成單元74分別與第二生成單元71和第二接收單元73相連。第二發(fā)送單元72與第二生成單元71相連。
圖4中，第二接收單元73用于通過(guò)磁通道接收會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一隨機(jī)數(shù)RND1。第二生成單元71用于生成第二隨機(jī)數(shù)RND2。第二發(fā)送單元72用于通過(guò)射頻通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息的響應(yīng)消息，該響應(yīng)消息攜帶第二生成單元71生成的第二隨機(jī)數(shù)RND2。第二密鑰生成單元74用于根據(jù)第二接收單元73接收的第一隨機(jī)數(shù)RNDl 和第二生成單元71生成的第二隨機(jī)數(shù)RND2生成會(huì)話密鑰SK。
其中，第二密鑰生成單元74的結(jié)構(gòu)與圖2中第一密鑰生成單元54的結(jié)構(gòu)相同。第二密鑰生成單元74可以進(jìn)一步包括第一密鑰生成子單元、第二密鑰生成子單元和第三密鑰生成子單元。第一密鑰生成子單元用于以第一隨機(jī)數(shù)RNDl和/或基于第一隨機(jī)數(shù)RNDl 的變換得到的值為主密鑰Km。第二密鑰生成子單元用于以第二隨機(jī)數(shù)RND2和/或基于第二隨機(jī)數(shù)RND2的變換而得到的值為分散參數(shù)X。第三密鑰生成子單元用于按照設(shè)定的密鑰分散算法對(duì)主密鑰Km和分散參數(shù)X進(jìn)行密鑰分散，得到會(huì)話密鑰SK。
其中，第三密鑰生成子單元可以進(jìn)一步包括密鑰分散算法子單元。密鑰分散算法子單元用于以長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰Km，為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)X為被加密明文，進(jìn)行3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的前半部分；以長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰Km為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)X的按位取反 ΓΧ)為被加密明文，進(jìn)行3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的后半部分。
其中，第一密鑰生成子單元可以進(jìn)一步包括主密鑰獲取子單元。主密鑰獲取子單元用于取長(zhǎng)度為14字節(jié)的第一隨機(jī)數(shù)序列，在每7比特?cái)?shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7比特?cái)?shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，得到長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰Km。
其中，第二密鑰生成子單元可以進(jìn)一步包括分散參數(shù)獲取子單元，用于直接取長(zhǎng)度為8字節(jié)的第二隨機(jī)數(shù)作為分散參數(shù)。
其中，第一隨機(jī)數(shù)的長(zhǎng)度可以大于或等于2字節(jié)，且小于或等于14字節(jié)。
本發(fā)明實(shí)施例的會(huì)話密鑰的生成模塊，利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商，充分利用了磁通道的近距離傳輸特性，使得射頻通道在數(shù)據(jù)安全性上等同于近距離磁通道的安全性，提高了會(huì)話密鑰的安全性，從而提高了使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例中帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)會(huì)話過(guò)程的整體流程圖。這里， 帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)可以是背景技術(shù)中所述的、由帶磁通道的2. 4GHz射頻智能卡及其讀卡器所組成的近距離射頻通訊系統(tǒng)。如圖5所示，本實(shí)施例中，帶磁通道的射頻通訊系統(tǒng)會(huì)話過(guò)程的整體流程包括會(huì)話發(fā)起過(guò)程10、會(huì)話密鑰協(xié)商過(guò)程20和數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程30三個(gè)基本過(guò)程。具體如下。
會(huì)話發(fā)起過(guò)程10包括步驟101，發(fā)起方生成第一隨機(jī)數(shù)RNDl ；優(yōu)選地，第一隨機(jī)數(shù)RNDl的長(zhǎng)度可以為大于或等于2字節(jié)，且小于或等于14字節(jié)。
步驟102，發(fā)起方通過(guò)磁通道將第一隨機(jī)數(shù)RNDl發(fā)送至響應(yīng)方。
會(huì)話發(fā)起方首先通過(guò)磁通道向響應(yīng)方發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息中包含發(fā)起方生成的第一隨機(jī)數(shù)RNDl。
會(huì)話密鑰協(xié)商過(guò)程20包括步驟201，響應(yīng)方生成第二隨機(jī)數(shù)RND2 ；步驟202，響應(yīng)方通過(guò)射頻通道將第二隨機(jī)數(shù)RND2發(fā)送至發(fā)起方；步驟203,發(fā)起方和響應(yīng)方雙方采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算會(huì)話密鑰SK (Session Key)。
響應(yīng)方在接收到會(huì)話請(qǐng)求消息之后的通訊接入和建立連接過(guò)程中，但在會(huì)話數(shù)據(jù)開始傳輸之前，通過(guò)射頻通道在通訊接入和建立連接過(guò)程中的任何一個(gè)響應(yīng)消息中將第二隨機(jī)數(shù)RND2發(fā)送給發(fā)起方。
最后，通訊雙方按照預(yù)設(shè)的會(huì)話密鑰算法對(duì)第一隨機(jī)數(shù)RNDl和第二隨機(jī)數(shù)RND2 進(jìn)行運(yùn)算，從而生成本次射頻通訊會(huì)話的會(huì)話密鑰SK。
預(yù)設(shè)的會(huì)話密鑰算法可以是以第一隨機(jī)數(shù)RNDl和/或任何基于RNDl的變換而得到的值為主密鑰Km，以第二隨機(jī)數(shù)RND2和/或任何基于RND2的變換而得到的值為分散參數(shù)X，按照某種指定的密鑰分散算法F對(duì)主密鑰Km和分散參數(shù)X進(jìn)行密鑰分散，從而得到會(huì)話密鑰SK。
優(yōu)選地，主密鑰Km的長(zhǎng)度可以為16字節(jié)。該16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km可以通過(guò)如下方式得到取長(zhǎng)度為14字節(jié)(S卩112bits，l字節(jié)等于8比特)的RNDl序列，在每7bits (比特)數(shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7bits數(shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，從而得到16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km0
優(yōu)選地，第二隨機(jī)數(shù)RND2的長(zhǎng)度可以為8字節(jié)。則分散參數(shù)X可以通過(guò)如下方式得到直接使用8字節(jié)的RND2作為分散參數(shù)X。
其中，密鑰分散算法F可以是以16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km為加密密鑰，以8字節(jié)長(zhǎng)的分散參數(shù)X為被加密明文，進(jìn)行3DES (Triple Data Encryption Standard,三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為16字節(jié)會(huì)話密鑰SK的前半部分；以16字節(jié)長(zhǎng)的主密鑰Km為加密密鑰，以8字節(jié)長(zhǎng)的分散參數(shù)X的按位取反ΓΧ)為被加密明文，進(jìn)行 3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為16字節(jié)會(huì)話密鑰SK的后半部分。
數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程30包括步驟301，數(shù)據(jù)發(fā)送方使用會(huì)話密鑰SK對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；步驟302，數(shù)據(jù)發(fā)送方通過(guò)射頻通道發(fā)送加密后的密文數(shù)據(jù)；步驟303，數(shù)據(jù)接收方使用會(huì)話密鑰SK對(duì)接收到的密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
最后判斷會(huì)話是否結(jié)束，若是則整個(gè)會(huì)話過(guò)程結(jié)束，否則返回?cái)?shù)據(jù)傳輸過(guò)程30。
由上可見，會(huì)話發(fā)起方和響應(yīng)方之間在射頻通訊系統(tǒng)接入和連接過(guò)程中，利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商，且在后續(xù)通訊過(guò)程中使用該會(huì)話密鑰進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，使得射頻通道在數(shù)據(jù)安全性上等同于近距離磁通道的安全性。這樣充分利用了磁通道的近距離傳輸特性，提高了會(huì)話密鑰的安全性，從而提高使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種會(huì)話密鑰的生成方法，其特征在于，包括生成第一隨機(jī)數(shù)；通過(guò)磁通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶所述第一隨機(jī)數(shù)；通過(guò)射頻通道接收響應(yīng)消息，所述響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù)；根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的會(huì)話密鑰的生成方法，其特征在于根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰，包括以所述第一隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第一隨機(jī)數(shù)的變換得到的值為主密鑰，以所述第二隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第二隨機(jī)數(shù)的變換而得到的值為分散參數(shù)，按照設(shè)定的密鑰分散算法對(duì)所述主密鑰和分散參數(shù)進(jìn)行密鑰分散，得到所述會(huì)話密鑰。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的會(huì)話密鑰的生成方法，其特征在于所述設(shè)定的密鑰分散算法為以長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)為被加密明文，進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的前半部分；以所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以所述長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)的按位取反為被加密明文，進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的后半部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的會(huì)話密鑰的生成方法，其特征在于所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰通過(guò)如下方式得到取長(zhǎng)度為14字節(jié)的第一隨機(jī)數(shù)序列， 在每7比特?cái)?shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7比特?cái)?shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，得到所述長(zhǎng)度為16 字節(jié)的主密鑰。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的會(huì)話密鑰的生成方法，其特征在于所述長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)通過(guò)如下方式得到直接取長(zhǎng)度為8字節(jié)的第二隨機(jī)數(shù)作為分散參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的會(huì)話密鑰的生成方法，其特征在于所述第一隨機(jī)數(shù)的長(zhǎng)度大于或等于2字節(jié)，且小于或等于14字節(jié)。
7.一種會(huì)話密鑰的生成模塊，其特征在于，包括第一生成單元，用于生成第一隨機(jī)數(shù)；第一發(fā)送單元，用于通過(guò)磁通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息，該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶所述第一隨機(jī)數(shù)；第一接收單元，用于通過(guò)射頻通道接收響應(yīng)消息，所述響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù)； 密鑰生成單元，用于根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的會(huì)話密鑰的生成模塊，其特征在于所述密鑰生成單元包括第一密鑰生成子單元，用于以所述第一隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第一隨機(jī)數(shù)的變換得到的值為主密鑰；第二密鑰生成子單元，用于以所述第二隨機(jī)數(shù)和/或基于所述第二隨機(jī)數(shù)的變換而得到的值為分散參數(shù)；第三密鑰生成子單元，用于按照設(shè)定的密鑰分散算法對(duì)所述主密鑰和分散參數(shù)進(jìn)行密鑰分散，得到所述會(huì)話密鑰。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的會(huì)話密鑰的生成模塊，其特征在于所述第三密鑰生成子單元包括第一密鑰分散算法子單元，用于以長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)為被加密明文,進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的前半部分；第二密鑰分散算法子單元，用于以所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰為加密密鑰，以所述長(zhǎng)度為8字節(jié)的分散參數(shù)的按位取反為被加密明文，進(jìn)行三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)3DES加密運(yùn)算，將得到的8字節(jié)密文作為所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的會(huì)話密鑰的后半部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的會(huì)話密鑰的生成模塊，其特征在于所述第一密鑰生成子單元包括主密鑰獲取子單元，用于取長(zhǎng)度為14字節(jié)的第一隨機(jī)數(shù)序列，在每7比特?cái)?shù)據(jù)后插入I比特對(duì)該7比特?cái)?shù)據(jù)的奇校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，得到所述長(zhǎng)度為16字節(jié)的主密鑰。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的會(huì)話密鑰的生成模塊，其特征在于所述第二密鑰生成子單元包括分散參數(shù)獲取子單元，用于直接取長(zhǎng)度為8字節(jié)的第二隨機(jī)數(shù)作為分散參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的會(huì)話密鑰的生成模塊，其特征在于所述第一隨機(jī)數(shù)的長(zhǎng)度大于或等于2字節(jié)，且小于或等于14字節(jié)。
13.—種會(huì)話密鑰的生成方法，其特征在于，包括通過(guò)磁通道接收會(huì)話請(qǐng)求消息，所述會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一隨機(jī)數(shù)；生成第二隨機(jī)數(shù)；通過(guò)射頻通道發(fā)送響應(yīng)消息，該響應(yīng)消息攜帶所述第二隨機(jī)數(shù)；根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
14.一種會(huì)話密鑰的生成模塊，其特征在于，包括第二接收單元，用于通過(guò)磁通道接收會(huì)話請(qǐng)求消息，所述會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶第一隨機(jī)數(shù)；第二生成單元，用于生成第二隨機(jī)數(shù)；第二發(fā)送單元，用于通過(guò)射頻通道發(fā)送響應(yīng)消息，該響應(yīng)消息攜帶所述第二隨機(jī)數(shù)； 密鑰生成單元，用于根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種會(huì)話密鑰的生成方法及模塊。其中，會(huì)話密鑰的生成方法包括生成第一隨機(jī)數(shù);通過(guò)磁通道發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求消息,該會(huì)話請(qǐng)求消息攜帶所述第一隨機(jī)數(shù);通過(guò)射頻通道接收響應(yīng)消息,所述響應(yīng)消息攜帶第二隨機(jī)數(shù);根據(jù)所述第一隨機(jī)數(shù)和所述第二隨機(jī)數(shù)生成會(huì)話密鑰。本發(fā)明的會(huì)話密鑰的生成方法及模塊，利用磁通道和射頻通道共同完成射頻會(huì)話密鑰協(xié)商，充分利用了磁通道的近距離傳輸特性，使得射頻通道在數(shù)據(jù)安全性上等同于近距離磁通道的安全性，提高了會(huì)話密鑰的安全性，從而提高了使用該會(huì)話密鑰的通訊過(guò)程的安全性。
文檔編號(hào)H04L9/08GK102938696SQ201110232769
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者楊賢偉 申請(qǐng)人:國(guó)民技術(shù)股份有限公司