一種光盤刻錄與授權(quán)使用的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光盤刻錄與授權(quán)使用的方法。其中，光盤刻錄的方法包括以下步驟：根據(jù)接收到的被授權(quán)者的唯一標(biāo)識計(jì)算出被授權(quán)者的公鑰，并產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)R；采用被授權(quán)者的公鑰對被授權(quán)者的唯一標(biāo)識及隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行加密，得到被授權(quán)者的數(shù)字信封；將被授權(quán)者的數(shù)字信封寫入光盤的保留區(qū)；以及將需要刻錄到光盤的數(shù)據(jù)先通過刻錄機(jī)的加密芯片加密后再寫入光盤的數(shù)據(jù)區(qū)。本發(fā)明在CPK標(biāo)識認(rèn)證體系支持下，在離線狀態(tài)下可執(zhí)行授權(quán)/鑒權(quán)認(rèn)證功能，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)器一密鑰，一光盤一密鑰”的用戶級別的細(xì)粒度控制，從而提高光盤的數(shù)據(jù)安全性。
【專利說明】一種光盤刻錄與授權(quán)使用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光盤刻錄與授權(quán)使用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上主要的加密刻錄設(shè)備主要是以軟件加密和硬件加密的方式實(shí)現(xiàn)光盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的加解密。軟件加密方式實(shí)現(xiàn)光盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)加密的安全性不夠，而通過硬件加密方式實(shí)現(xiàn)的加密刻錄機(jī)盡管密鑰存在加密芯片中，并且在芯片內(nèi)完成加解密操作，在安全性上有所保障，但當(dāng)前市面上通用的授權(quán)/鑒權(quán)認(rèn)證機(jī)制PKI在密鑰交換過程中需要在線支持，不能滿足加密刻錄機(jī)的離線認(rèn)證需求，而且造成同一批次出廠的加密刻錄機(jī)的密鑰是相同的。如此一來，同一批次出廠的加密刻錄設(shè)備都能訪問光盤中的加密數(shù)據(jù)，不能做到用戶級別的細(xì)粒度控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種光盤刻錄與授權(quán)使用的方法，其能解決無法對用戶級別的細(xì)粒度控制。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種光盤刻錄的方法，其包括以下步驟:
[0006]A、根據(jù)接收到的被授權(quán)者的唯一標(biāo)識計(jì)算出被授權(quán)者的公鑰，并產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)R；
[0007]B、采用被授權(quán)者的公鑰對被授權(quán)者的唯一標(biāo)識及隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行加密，得到被授權(quán)者的數(shù)字信封；
[0008]C、將被授權(quán)者的數(shù)字信封寫入光盤的保留區(qū)；
[0009]D、將需要刻錄到光盤的數(shù)據(jù)先通過刻錄機(jī)的加密芯片加密后再寫入光盤的數(shù)據(jù)區(qū)。
[0010]優(yōu)選的，步驟B中，被授權(quán)者的數(shù)字信封采用SM2算法進(jìn)行運(yùn)算得到。
[0011]優(yōu)選的，步驟C中，還將刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名、數(shù)字信封數(shù)量和校驗(yàn)碼寫入光盤的保留區(qū)；其中，所述校驗(yàn)碼由刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者的簽名和數(shù)字信封數(shù)量采用SM3算法進(jìn)行運(yùn)算得到。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述授權(quán)者簽名由對第一個(gè)數(shù)字信封的散列值使用授權(quán)者的私鑰進(jìn)行簽名得到。
[0012]本發(fā)明還提出一種光盤授權(quán)使用的方法，其包括以下步驟:
[0013]A、讀取存儲(chǔ)在光盤的保留區(qū)的數(shù)字信封，并用預(yù)存的私鑰對所述數(shù)字信封進(jìn)行解密得到被授權(quán)者的唯一標(biāo)識；
[0014]B、判斷解密得到的被授權(quán)者的唯一標(biāo)識是否與預(yù)存的唯一標(biāo)識相同，若是，則取出所述數(shù)字信封中的隨機(jī)數(shù)R，若否，則結(jié)束流程；
[0015]C、通過刻錄機(jī)的加密芯片采用所述隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行解密后，讀取存儲(chǔ)在光盤的數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)。[0016]優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟A之前，還有以下步驟:讀取存儲(chǔ)在光盤的保留區(qū)的刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名、數(shù)字信封數(shù)量和校驗(yàn)碼，采用SM3算法對刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名和數(shù)字信封數(shù)量進(jìn)行運(yùn)算得到校驗(yàn)值，判斷校驗(yàn)值與校驗(yàn)碼是否相同，若是，則繼續(xù)執(zhí)行流程，若否，則結(jié)束流程。
[0017]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0018]在CPK標(biāo)識認(rèn)證體系支持下，在離線狀態(tài)下可執(zhí)行授權(quán)/鑒權(quán)認(rèn)證功能，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)器一密鑰，一光盤一密鑰”的用戶級別的細(xì)粒度控制，從而提高光盤的數(shù)據(jù)安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光盤刻錄的方法的流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光盤授權(quán)使用的方法的流程圖；
[0021]圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光盤刻錄與授權(quán)使用的方法應(yīng)用的刻錄系統(tǒng)的原理圖；
[0022]圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光盤刻錄與授權(quán)使用的方法應(yīng)用的刻錄機(jī)原理的示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光盤刻錄與授權(quán)使用的方法應(yīng)用的光盤的格式示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光盤刻錄的方法的軟件流程圖；
[0025]圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光盤授權(quán)使用的方法的軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0027]首先，對涉及到的技術(shù)術(shù)語進(jìn)行解釋說明。
[0028]SMl:國密局許可的對稱加密算法，一般用于硬件加解密。
[0029]SM2:國密局許可的非對稱加密算法。
[0030]SM3:國密局許可的散列算法，一般用于數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
[0031]授權(quán)者:指刻錄光盤，并將光盤授予給其它人使用的人或者設(shè)備。
[0032]被授權(quán)者:指能夠正常讀取由授權(quán)者授予的光盤的人或者設(shè)備。
[0033]關(guān)于CPK標(biāo)識認(rèn)證體制:CPK組合公鑰提供了將現(xiàn)存的公鑰體制變?yōu)榛跇?biāo)識的公鑰體制的一種通用方法。只有基于標(biāo)識的公鑰體制，才能將密鑰生成和密鑰分發(fā)有機(jī)統(tǒng)一起來，大大簡化了密鑰管理，同時(shí)為防止量子計(jì)算的窮舉攻擊提供了可能?；跇?biāo)識的公鑰直接應(yīng)用于標(biāo)識鑒別(不依賴任何信任關(guān)系或第三方)，標(biāo)識鑒別是網(wǎng)際安全(cybersecurity)的核心技術(shù)。標(biāo)識是一個(gè)實(shí)體的唯一名稱，具有公認(rèn)性，如一個(gè)人的真實(shí)姓名、電話號碼、銀行帳號、IP地址等等，因此標(biāo)識鑒別，不僅能解決人對人的鑒別，也能解決物對物的鑒別。
[0034]如圖1所示，一種光盤刻錄的方法，其包括以下步驟:
[0035]步驟S101、根據(jù)接收到的被授權(quán)者的唯一標(biāo)識計(jì)算出被授權(quán)者的公鑰，并產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)R ；
[0036]步驟S102、采用被授權(quán)者的公鑰對被授權(quán)者的唯一標(biāo)識及隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行加密，得到被授權(quán)者的數(shù)字信封；被授權(quán)者的數(shù)字信封采用SM2算法進(jìn)行運(yùn)算得到，即被授權(quán)者的公鑰采用SM2算法對被授權(quán)者的唯一標(biāo)識及隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行加密；
[0037]步驟S103、將刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名、數(shù)字信封數(shù)量、校驗(yàn)碼和被授權(quán)者的數(shù)字信封寫入光盤的保留區(qū)；其中，所述校驗(yàn)碼由刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者的簽名和數(shù)字信封數(shù)量采用SM3算法進(jìn)行運(yùn)算得到；所述授權(quán)者簽名由對第一個(gè)數(shù)字信封的散列值使用授權(quán)者的私鑰進(jìn)行簽名得到；
[0038]步驟S104、將需要刻錄到光盤的數(shù)據(jù)先通過刻錄機(jī)的加密芯片加密后再寫入光盤的數(shù)據(jù)區(qū)，其中，加密芯片采用SMl算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
[0039]如圖2所示，一種光盤授權(quán)使用的方法，其包括以下步驟:
[0040]A、讀取存儲(chǔ)在光盤的保留區(qū)的刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名、數(shù)字信封數(shù)量和校驗(yàn)碼，采用SM3算法對刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名和數(shù)字信封數(shù)量進(jìn)行運(yùn)算得到校驗(yàn)值，判斷校驗(yàn)值與校驗(yàn)碼是否相同，若是，則繼續(xù)執(zhí)行流程，若否，則結(jié)束流程；
[0041]B、讀取存儲(chǔ)在光盤的保留區(qū)的數(shù)字信封，并用預(yù)存的私鑰對所述數(shù)字信封進(jìn)行解密得到被授權(quán)者的唯一標(biāo)識；
[0042]C、判斷解密得到的被授權(quán)者的唯一標(biāo)識是否與預(yù)存的唯一標(biāo)識相同，若是，則取出所述數(shù)字信封中的隨機(jī)數(shù)R，若否，則結(jié)束流程；
[0043]D、通過刻錄機(jī)的加密芯片采用所述隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行解密后，讀取存儲(chǔ)在光盤的數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)。
[0044]下面，結(jié)合具體的刻錄系統(tǒng)對本實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0045]如圖3和圖4所示，該刻錄系統(tǒng)包括三部分:密鑰管理系統(tǒng)(KMC)、上位機(jī)刻錄軟件、刻錄機(jī)。
[0046]( I)密鑰管理系統(tǒng)(KMC)
[0047]密鑰管理系統(tǒng)基于CPK標(biāo)識認(rèn)證體制實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)為每一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行密鑰產(chǎn)生、分發(fā)。當(dāng)要生產(chǎn)一臺(tái)刻錄機(jī)時(shí)，由密鑰管理系統(tǒng)將密鑰管理系統(tǒng)標(biāo)識、通用密鑰、散列密鑰、公鑰矩陣、私鑰、置換列表等CPK體制的參數(shù)分發(fā)給該刻錄機(jī)，并為該刻錄機(jī)分發(fā)唯一標(biāo)識(CPKID)，該唯一標(biāo)識在光盤授權(quán)的時(shí)候使用，根據(jù)標(biāo)識生成授權(quán)信息。該刻錄機(jī)存儲(chǔ)了以上的CPK體制的參數(shù)后，在實(shí)際刻錄的時(shí)候，會(huì)將被授權(quán)者(其它刻錄機(jī))的唯一標(biāo)識進(jìn)行計(jì)算和推導(dǎo)出該被授權(quán)者的公鑰，進(jìn)而生成授權(quán)信息(數(shù)字信封)，達(dá)到授權(quán)光盤的目的。
[0048](2)上位機(jī)刻錄軟件
[0049]上位機(jī)刻錄軟件負(fù)責(zé)提供光盤刻錄功能及與刻錄機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，讓刻錄機(jī)生成授權(quán)信息。在用戶執(zhí)行光盤刻錄操作時(shí)，上位機(jī)刻錄軟件先將被授權(quán)者的唯一標(biāo)識下發(fā)給刻錄機(jī)，刻錄機(jī)收到后，將會(huì)按照CPK標(biāo)識認(rèn)證體制的原理，產(chǎn)生授權(quán)信息(數(shù)字信封)，并將授權(quán)信息寫入光盤。寫完授權(quán)信息后，將會(huì)執(zhí)行刻錄光盤的操作，將用戶所指定的內(nèi)容刻錄到光盤中。
[0050](3)刻錄機(jī)
[0051]刻錄機(jī)主要有兩部分組成:刻錄機(jī)固件、刻錄機(jī)加密芯片。
[0052]刻錄機(jī)固件負(fù)責(zé)處理上位機(jī)刻錄軟件發(fā)來的命令。在上位機(jī)刻錄軟件發(fā)起刻錄的時(shí)候，刻錄機(jī)接收被授權(quán)者的唯一標(biāo)識，并根據(jù)CPK標(biāo)識認(rèn)證體制的原理，計(jì)算和推導(dǎo)出該被授權(quán)者對應(yīng)的公鑰。同時(shí)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)R，作為光盤數(shù)據(jù)加解密的密鑰，該隨機(jī)數(shù)用于加密光盤的數(shù)據(jù)。將該隨機(jī)數(shù)和被授權(quán)者的標(biāo)識拼湊在一起，使用被授權(quán)者的公鑰加密，生成該被授權(quán)者的數(shù)字信封。該數(shù)字信封存儲(chǔ)在光盤的保留區(qū)。在閱讀光盤的時(shí)候，刻錄機(jī)固件則會(huì)逐一讀取光盤保留區(qū)的數(shù)字信封，并使用自身的私鑰解密和驗(yàn)證數(shù)字信封的內(nèi)容，驗(yàn)證成功后，提取出光盤的加密密鑰R，并將R提交給刻錄機(jī)加密芯片，讓刻錄機(jī)加密芯片解密光盤的數(shù)據(jù)。
[0053]刻錄機(jī)加密芯片則負(fù)責(zé)對光盤數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密。在刻錄的時(shí)候，接收刻錄機(jī)固件從上位機(jī)刻錄軟件傳遞下來的數(shù)據(jù)，加密后，再由刻錄機(jī)固件存儲(chǔ)到光盤。在閱讀光盤的時(shí)候，則使用刻錄機(jī)固件提供的解密密鑰，解密光盤的數(shù)據(jù)。
[0054]在10S9660標(biāo)準(zhǔn)下，一般光盤文件系統(tǒng)(⑶FS)中，前面的16個(gè)扇區(qū)(又稱為保留區(qū)，即光盤邏輯地址O處開始的32KB空間)一般為空。本實(shí)施例在保留區(qū)中寫入刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、簽名內(nèi)容、數(shù)字信封數(shù)量、校驗(yàn)碼和若干個(gè)數(shù)字信封等信息。在刻錄每張加密光盤的時(shí)候，數(shù)字信封由指定授權(quán)對象的公鑰加密，包含被授權(quán)的刻錄機(jī)的唯一標(biāo)識和加解密密鑰，有多少個(gè)被授權(quán)的刻錄機(jī)就會(huì)有同等數(shù)量的數(shù)字信封。數(shù)字信封最多可擴(kuò)展到100個(gè)。
[0055]當(dāng)用戶利用被授權(quán)的加密刻錄機(jī)訪問加密光盤時(shí)，加密刻錄機(jī)固件在光盤邏輯地址O處開始的32KB空間內(nèi)讀取并驗(yàn)證數(shù)字信封的內(nèi)容，如果與該刻錄機(jī)驗(yàn)證成功，則可以正確解密和閱讀光盤數(shù)據(jù)。
[0056]如圖5所示，光盤格式具體如下:
[0057]第一組20字節(jié)為刻錄機(jī)版本號；
[0058]第二組50字節(jié)為授權(quán)者的唯一標(biāo)識；
[0059]第三組64字節(jié)為授權(quán)者的簽名信息；
[0060]第四組2字節(jié)為數(shù)字信封數(shù)量(即被授權(quán)者的數(shù)量)；
[0061]第五組的20字節(jié)是校驗(yàn)碼，檢驗(yàn)碼按照以下規(guī)則產(chǎn)生:將第一、二、三、四組共136字節(jié)作SM3散列運(yùn)算。
[0062]第六組是N個(gè)含有數(shù)字信封的信息單元，每個(gè)單元256字節(jié)，具體格式為:
【權(quán)利要求】
1.一種光盤刻錄的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、根據(jù)接收到的被授權(quán)者的唯一標(biāo)識計(jì)算出被授權(quán)者的公鑰，并產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)R； B、采用被授權(quán)者的公鑰對被授權(quán)者的唯一標(biāo)識及隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行加密，得到被授權(quán)者的數(shù)字信封； C、將被授權(quán)者的數(shù)字信封寫入光盤的保留區(qū)； D、將需要刻錄到光盤的數(shù)據(jù)先通過刻錄機(jī)的加密芯片加密后再寫入光盤的數(shù)據(jù)區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤刻錄的方法，其特征在于，步驟B中，被授權(quán)者的數(shù)字信封采用SM2算法進(jìn)行運(yùn)算得到。
3.如權(quán)利要求1所述的光盤刻錄的方法，其特征在于，步驟C中，還將刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名、數(shù)字信封數(shù)量和校驗(yàn)碼寫入光盤的保留區(qū)；其中，所述校驗(yàn)碼由刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者的簽名和數(shù)字信封數(shù)量采用SM3算法進(jìn)行運(yùn)算得到。
4.如權(quán)利要求3所述的光盤刻錄的方法，其特征在于，所述授權(quán)者簽名由對第一個(gè)數(shù)字信封的散列值使用授權(quán)者的私鑰進(jìn)行簽名得到。
5.一種光盤授權(quán)使用的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、讀取存儲(chǔ)在光盤的保留區(qū)的數(shù)字信封，并用預(yù)存的私鑰對所述數(shù)字信封進(jìn)行解密得到被授權(quán)者的唯一標(biāo)識； B、判斷解密得到的被授權(quán)者的唯一標(biāo)識是否與預(yù)存的唯一標(biāo)識相同，若是，則取出所述數(shù)字信封中的隨機(jī)數(shù)R，若否，則結(jié)束流程； C、通過刻錄機(jī)的加密芯片采用所述隨機(jī)數(shù)R進(jìn)行解密后，讀取存儲(chǔ)在光盤的數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的光盤授權(quán)使用的方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟A之前，還有以下步驟:讀取存儲(chǔ)在光盤的保留區(qū)的刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名、數(shù)字信封數(shù)量和校驗(yàn)碼，采用SM3算法對刻錄機(jī)版本號、授權(quán)者的唯一標(biāo)識、授權(quán)者簽名和數(shù)字信封數(shù)量進(jìn)行運(yùn)算得到校驗(yàn)值，判斷校驗(yàn)值與校驗(yàn)碼是否相同，若是，則繼續(xù)執(zhí)行流程，若否，則結(jié)束流程。
【文檔編號】H04L29/06GK103456323SQ201310357157
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】董瑩, 潘偉錢, 何宇坤, 田文春 申請人:廣東南方信息安全產(chǎn)業(yè)基地有限公司