基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新的基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法，應用于無線網(wǎng)絡(luò)，包括系統(tǒng)建立，私鑰生成和密鑰協(xié)商。假設(shè)兩個用戶A和B希望通過本協(xié)議協(xié)商達成一個會話密鑰。在系統(tǒng)建立階段發(fā)布系統(tǒng)參數(shù)q，G1，G2，P，PEnc，s·PEnc，H1，H2，H3；在私鑰生成階段由私鑰生成中心為A和B分別分配公私鑰對（PKA,SKA）、（PKB，SKB）。密鑰協(xié)商階段（1）A隨機選擇x作為臨時私鑰，計算：TA1＝x·H2(x,xPEnc)PEnc，A將TA1,TA2發(fā)送給B；（2）類似的B計算：TB1,TB2發(fā)送給A；（3）A計算B計算顯然，（4）最終的會話密鑰為sk＝PKA||PKB||KAB，協(xié)商完成。本發(fā)明的基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法，具有PKG前向安全。與同類協(xié)議相比更加安全可靠。
【專利說明】基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密碼學領(lǐng)域，特別涉及一種新的基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法，適用于無線網(wǎng)絡(luò)中雙方安全的通信。
【背景技術(shù)】
[0002]密鑰協(xié)商協(xié)議(Key Agreement Protocols,簡稱為KAP)是一種保護網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段，它可以在通信過程中，使得通信雙方或多方確認對方的身份，并在確認對方的真實身份后，協(xié)商出一個只有通信雙方或多方知曉的秘密會話密鑰。
[0003]隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，通信過程中的安全問題受到越來越多的重視。認證密鑰協(xié)商協(xié)議已經(jīng)成為一個研究的熱點。在通信過程中使用認證密鑰協(xié)商協(xié)議可以使得兩個通過不安全信道通信的用戶能夠協(xié)商達成一個共享的會話密鑰(session key),還能讓這兩個用戶彼此認證對方的身份。協(xié)商得到的會話密鑰可以為后續(xù)的通信會話提供保密、認證或者完整性等安全服務(wù)。
[0004]1976年，Diffie和Hellmen提出了公鑰密碼學的概念并提出了第一個密鑰協(xié)商協(xié)議:D-H協(xié)議，但是該協(xié)議不具備認證功能。1984年，Shamir提出了身份基密碼學的概念。2001年，Boneh和Franklin利用雙線性配對(bilinear pairing)給出了第一個可行的身份基加密(Identity-Based Encryption, IBE)方案。Smart在2002年提出第一個基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議。此后，出現(xiàn)了許多基于雙線性對的身份基密鑰認證協(xié)議。但是這些協(xié)議在完善的前向安全、PKG前向安全、抗中間人攻擊、抗密鑰泄露偽裝攻擊等方面存在這一些缺陷。并且大部分協(xié)議的安全性的證明是建立在隨機預言機模型基礎(chǔ)上的。而在隨機預言機模型中被證明安全的協(xié)議，在真實世界中并不一定安全。2007年，王圣寶等利用Gentry的身份基加密方案提出了帶密鑰托管的身份基密鑰協(xié)商協(xié)議IBAK-1和無會話密鑰托管的身份基密鑰協(xié)商協(xié)議IBAK-2，并在一個不需要利用隨機預言假設(shè)的標準模型下證明了 IBAK-1協(xié)議的安全性。隨后，汪小芬等指出王圣寶等提出的IBAK-2協(xié)議不滿足PKG的前向安全并對該協(xié)議進行改進。
[0005]目前比較熱門的無線網(wǎng)絡(luò)由于自身的特點，不僅對協(xié)議的安全性有要求，而且對協(xié)議的運算效率也有很高的要求。然而現(xiàn)有的雙方認證協(xié)議大多使用雙線性對，安全性能不高，不適用于無線網(wǎng)絡(luò)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了克服目前雙方認證協(xié)議大多使用雙線性對，造成安全性能較低，不適用于無線網(wǎng)絡(luò)的缺點，本發(fā)明提供一種基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法，利用新的身份基加密方案，設(shè)計了一種新的身份基認證密鑰協(xié)商協(xié)議，該協(xié)議具有PKG前向安全。并且由于協(xié)議的安全性建立在BDDH假設(shè)基礎(chǔ)上，與同類協(xié)議相比更加
安全可靠。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法，應用于包括通信雙方A和B的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)建立階段，私鑰生成階段和密鑰協(xié)商階段。
[0008](I)系統(tǒng)建立階段
[0009]給定一個安全參數(shù)k，產(chǎn)生一個素數(shù)q，q=2q’ +1，其中q’是一個足夠大的素數(shù)。G1^ G2是以q為階的群，IrqxGl ^G2是一個雙線性對。P是G1的生成元。
[0010]隨機選擇ae<，計算隨機選擇一個主私鑰e，計算S.PEnc0
[0011]選擇三個安全的Hash 函數(shù)=H1 =G2 — {O, l}lql, H2: {O, l}2X|ql — Zq*, H3:{O, I}* —G1'
[0012]系統(tǒng)參數(shù)為q，G1, G2, e，P，PEnc, s.PEnc, H1, H2, H3
[0013](2)私鑰生成階段
[0014]對于一個身份為ID的用戶(ID為通信雙方A和B)，令PKID，SKid為他的公私鑰對(如用戶 A 的公私鑰對為 PKA, SKa)。其中 PKid=H3(ID) e G1*, SKid=S.PKid e G廣。
[0015]①加密階段:
[0016]隨機選擇O e Zt;，使用接收者的公鑰PKid將密文設(shè)置成:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種基于身份的認證密鑰協(xié)商協(xié)議產(chǎn)生方法，應用于包括通信雙方A和B的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括系統(tǒng)建立階段，私鑰生成階段和密鑰協(xié)商階段: (1)系統(tǒng)建立階段 給定一個安全參數(shù)k，產(chǎn)生一個素數(shù)q，q=2q’ +1，其中q’是一個足夠大的素數(shù)；Gp G2是以q為階的群，
【文檔編號】H04L9/32GK103634115SQ201310613397
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】丁輝, 潘操, 王洪元, 劉鴻飛 申請人:常州大學