一種基于安全芯片的配電終端管理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于安全芯片的配電終端管理方法，所述配電終端和安全芯片通過物理方式進(jìn)行綁定，構(gòu)成了配電終端設(shè)備；包括以下步驟：生成背書密鑰EK；配電終端身份建立；配電終端身份認(rèn)證；更新背書密鑰EK。本發(fā)明提供一種基于安全芯片的配電終端管理方法，針對(duì)身份的建立、認(rèn)證、撤銷方面，都設(shè)置了安全驗(yàn)證檢查，提高了系統(tǒng)的安全性與可信性，具有很強(qiáng)的通用性。
【專利說明】一種基于安全芯片的配電終端管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管理方法，具體涉及一種基于安全芯片的配電終端管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，隨之而來的一個(gè)安全威脅是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用戶可能使用各類終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)施網(wǎng)絡(luò)訪問，如果終端設(shè)備不安全，則很有導(dǎo)致用戶或者服務(wù)提供者的秘密信息遭到竊取或篡改。
[0003]目前，基于TPM/TCM等可信芯片為終端設(shè)備建立身份已得到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的普遍重視和深入研究，部分研究結(jié)果也以規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的形式被相關(guān)國際及國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和組織制定和發(fā)布。該類方法的基本思路是在生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)為每個(gè)終端設(shè)備硬件綁定一個(gè)可信計(jì)算芯片TPM/TCM，每個(gè)芯片都內(nèi)嵌一個(gè)唯一的公私鑰對(duì)EK (Endorsement Key)，由芯片對(duì)私鑰部分實(shí)施硬件級(jí)保護(hù)，公鑰部分由生產(chǎn)商通過公鑰證書的形式發(fā)布。當(dāng)需要為終端建立身份時(shí)，TPM/TCM首先利用EK與負(fù)責(zé)頒發(fā)平臺(tái)身份證書的身份權(quán)威(又稱隱私CA，Privacy-CA)建立認(rèn)證信道，通過該信道隱私CA確認(rèn)當(dāng)前終端設(shè)備是由可信的終端廠商生產(chǎn)，并且與一個(gè)硬件安全的可信計(jì)算芯片TPM/TCM相綁定。然后TPM/TCM將產(chǎn)生一對(duì)稱為AIK (/PIK)的公私鑰對(duì)，將公鑰通過認(rèn)證信道發(fā)送給隱私CA。由隱私CA為其生成AIK/PIK的公鑰證書，則該AIK/PIK證書即成為該平臺(tái)的身份證書。在網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)中，驗(yàn)證者可以通過AIK/PIK證書驗(yàn)證消息是否來自于已建立身份的終端設(shè)備。在上述身份建立過程中，對(duì)應(yīng)一個(gè)EK，隱私CA可頒發(fā)多個(gè)AIK (/PIK)證書給該平臺(tái)，因此這種方式可以使得在網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)中終端設(shè)備隱藏自己的唯一性標(biāo)識(shí)，一定程度上可以保證終端的隱私性。
[0004]Brickell 等人提出 了直接匿名證明方案(Direct Anonymous Attestation,DAA),隨后相關(guān)研究者在該方案思想的指導(dǎo)下，基于不同的簽名機(jī)制給出了各種直接匿名證明協(xié)議。DAA方案的主要思想是通過零知識(shí)證明機(jī)制，使得TPM/TCM向驗(yàn)證者證明身份時(shí)，無需出示由身份權(quán)威簽發(fā)的平臺(tái)身份證書，從而保證了驗(yàn)證方無法與身份權(quán)威合謀從而侵犯終端平臺(tái)的隱私性。
[0005]考慮電網(wǎng)中的情況，基于TPM/TCM芯片的終端身份建立方法仍然存在不足。目前基于EK證書建立的認(rèn)證信道僅僅可以驗(yàn)證該設(shè)備是由合法廠商生產(chǎn)并且相關(guān)部件是安全的，但不誠實(shí)的公司員工可以通過將一臺(tái)裝有可信芯片的私人PC機(jī)通過同樣的方式加入該網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)訪問公司網(wǎng)絡(luò)資源的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于安全芯片的配電終端管理方法，針對(duì)身份的建立、認(rèn)證、撤銷方面，都設(shè)置了安全驗(yàn)證檢查，提高了系統(tǒng)的安全性與可信性，具有很強(qiáng)的通用性。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提供一種基于安全芯片的配電終端管理方法，所述配電終端和安全芯片通過物理方式進(jìn)行綁定，構(gòu)成了配電終端設(shè)備；所述方法包括以下步驟:
[0009]步驟1:生成背書密鑰EK ；
[0010]步驟2:配電終端身份建立；
[0011]步驟3:配電終端身份認(rèn)證；
[0012]步驟4:更新背書密鑰EK。
[0013]所述步驟I包括以下步驟:
[0014]步驟1-1:生產(chǎn)配電終端設(shè)備的可信終端廠商和給配電終端頒發(fā)身份的身份權(quán)威分別進(jìn)行初始化，通過初始化生成可信終端廠商的公鑰PK。和私鑰SK。，以及配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1和私鑰SK1 ；
[0015]步驟1-2:對(duì)于配電終端設(shè)備，可信終端廠商為該配電終端生成背書密鑰EK。
[0016]所述步驟1-1中，可信終端廠商進(jìn)行初始化，生成可信終端廠商的公鑰PK。和私鑰SK。，包括以下步驟:
[0017]1)選擇雙線性映射e^G^XGa — Ge2,其中Ga, Ge2為素?cái)?shù)q階循環(huán)群，gCi和ga分別為Ga和Ge2的生成兀；
[0018]2)選擇哈希函數(shù)Ifjg1，H2:GC2- {0，l}n，//3:}0,irx{0,ir ，
H4: {0, l}n— {0, l}n ;其中為Ga中除零之外的元素，為小于q的正整數(shù)除零之外的集合，則Zq為小于q的正整數(shù)集合，n為0或I的長度；
[0019]3)選擇Ga的生成元ga，生成隨機(jī)數(shù)s ，并計(jì)算中間量Ppub = Sgci ；
[0020]4)生成可信終端廠商的公鑰 PKc = {q, Gci, Gc2, ec, n, gcl, Ppub, H1, H2, H3, H4I 并發(fā)布，存儲(chǔ)并保護(hù)對(duì)應(yīng)私鑰SKe = S。
[0021]所述步驟1-1中，身份權(quán)威進(jìn)行初始化，生成配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1和私鑰SK1，包括以下步驟:
[0022]1)選擇雙線性映射MG1XG2 — G3，其中G1,G2,G3為素?cái)?shù)p階循環(huán)群；gl、g2和g3分別為G1- G2和G3的生成兀；
[0023]2)選擇哈希函數(shù)H: {0，I}*-Zp, Zp為小于p的正整數(shù)集合；
[0024]3)從G1中選擇元素Vh2和h3，生成隨機(jī)數(shù)/e Z；；，并計(jì)算中間量g ,其中為小于P的正整數(shù)集合；
[0025]4)生成配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1 = {p, G1, G2, G3, g” g2, g3, h” h2, h3, H, w }并發(fā)布，存儲(chǔ)并保護(hù)對(duì)應(yīng)私鑰SK1 = Y。
[0026]所述步驟1-2中，可信終端廠商通過以下協(xié)議為該配電終端生成背書密鑰EK ；
[0027]1)為配電終端分為唯一的配電終端身份標(biāo)識(shí)符IDm，且IDm G {0，I}*, IDm包括可信終端廠商標(biāo)識(shí)符和配電終端設(shè)備序列號(hào)；
[0028]2)生成背書密鑰EK的私鑰EKpriv,有EKpriv = SKc ? Qid,其中中間量Q11^ IIi(IDxi) eC/r<
[0029]3 )將EKpriv和IDm注入安全芯片。
[0030]所述步驟2包括以下步驟:
[0031]步驟2-1:身份權(quán)威認(rèn)證當(dāng)前執(zhí)行身份建立操作的用戶是否為具有權(quán)限的管理員，且該配電終端設(shè)備是否是由可信終端廠商生產(chǎn)；在上述兩步驗(yàn)證通過后，配電終端獲得身份權(quán)威為其頒發(fā)的身份憑證；
[0032]步驟2-2:在身份權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)域，當(dāng)具有權(quán)限的配電終端管理員試圖為配電終端設(shè)備申請(qǐng)身份時(shí)，將通過身份建立協(xié)議基于配電終端管理員身份標(biāo)志生成該配電終端的網(wǎng)絡(luò)身份，若生成過程中配電終端管理員的簽名不合法或者該配電終端設(shè)備不可信，則身份建立失敗并將配電終端管理員身份加入撤銷列表。
[0033]在所述配電終端身份建立的過程中，由身份權(quán)威生成終端身份，并選擇可信終端廠商的公鑰對(duì)身份進(jìn)行加密并將加密結(jié)果發(fā)至配電終端，再由安全芯片對(duì)加密結(jié)果進(jìn)行解密，解密結(jié)果即為配電終端身份憑證。
[0034]終端身份生成包括以下步驟:
[0035]^令中間量^^匕廠廣義”‘/^^+”’其中叉。"G Zp, Y^Z*p, x、y"和Y均為隨
機(jī)數(shù)，gl、h2和h3存在于身份權(quán)威的公鑰PK1中，其中中間量r=h{ X、中間量u = H(IDa)，
f, f e Zp,且均為隨機(jī)數(shù)，hi和h2存在于身份權(quán)威的公鑰PK1中；IDa為配電終端管理員身份標(biāo)識(shí)，H是身份權(quán)威的哈希函數(shù)；
[0036]2)身份權(quán)威將(A，x，y〃)根據(jù)IDm進(jìn)行加密操作enc ((A，x，y " )，IDm)，并發(fā)送至終端，終端收到后轉(zhuǎn)發(fā)至安全芯片，安全芯片解密得到(A, X，y "),并計(jì)算y = y’ +y " (modp)得到配電終端身份憑證(A, X，y, f, u)。
[0037]所述步驟3中，配電終端設(shè)備向驗(yàn)證者證明自己擁有未被撤銷的配電終端身份時(shí)，驗(yàn)證者向配電終端設(shè)備發(fā)送挑戰(zhàn)信息，由安全芯片產(chǎn)生關(guān)于挑戰(zhàn)信息的知識(shí)簽名發(fā)送至驗(yàn)證者，由驗(yàn)證者進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功且配電終端身份不在撤銷列表中，則身份認(rèn)證成功，雙方可以進(jìn)行信息通信；若身份認(rèn)證失敗，則將配電終端管理員身份加入撤銷列表。
[0038]所述步驟3中的配電終端身份認(rèn)證具體包括以下步驟:
[0039]步驟3-1:驗(yàn)證者向配電終端設(shè)備發(fā)送挑戰(zhàn)信息m ；
[0040]步驟3-2:配電終端設(shè)備選擇B1, B2 G G3，其中B1和B2均為屬于G3的元素；
[0041]步驟3-3:安全芯片計(jì)算中間量& 和尺2 =劣，選擇隨機(jī)數(shù)a G Zp，計(jì)算中間
量b = y+ax, T" = A-K，發(fā)送(K1, K2, T")給配電終端設(shè)備:其中A、f、U、x和y都是屬于配電終端身份憑證(A, X，y, f, u)；
[0042]步驟3-4:配電終端設(shè)備生成驗(yàn)證消息O = (B1, K1, B2, K2, T " , c, sX, Sf, Su, Sa, Sb),其中，中間量 C = H (PK1, B1, K1, B2, K2, T " ，R1, R2, R3, m), Sx =rx+cx，sf = rf+cf, su = ru+cu, sa = ra+ca, sb = rb+cb, rx, rf, ru, ra, rb G Zp,
= e(T", g2 p ? c</7,, g2 )'f ? e(h2, g2 )' ? e(h,, g2 ) ? e(h2, w)"...，R' = B['，R2 = Br{；
[0043]步驟3-5:驗(yàn)證者對(duì)驗(yàn)證消息進(jìn)行驗(yàn)證，具體包括以下步驟:
[0044]步驟3-5-1:驗(yàn)證者驗(yàn)證 B1, B2 G G3, T " G G1, sx, sf, su, sa, sb G Zp,如果不成立,則協(xié)議失?。?br> [0045]步驟3-5-2:驗(yàn)證者計(jì)算中間量0 = <.? Kf , R1 = B1: -K2' ,
[0046]R, = e( T\ g2) —、? e(h', g2 廣? e(h2, g2? e{h., )' ? e(h2, co)K ? (e(g丨,) / e(T", (o)Y ,其中中間！(f/'"，m)，驗(yàn)證是否滿L =c如果不滿足，則身
份認(rèn)證協(xié)議執(zhí)行失??；
[0047]步驟3-5-3:對(duì)于終端撤銷列表RL = {f” f2,...，fj，對(duì)于任意I≤i≤m，驗(yàn)證者檢查& = B;:是否成立，如果成立，則身份認(rèn)證協(xié)議執(zhí)行失敗；
[0048]步驟3-5-4:對(duì)于管理員撤銷列表AL = Iu1, U2,...，uj，對(duì)于任意I≤i≤m,驗(yàn)證者分別檢查^ = B和<=Bl；>是否成立，如果成立，則身份認(rèn)證協(xié)議執(zhí)行失敗。
[0049]所述步驟4中，當(dāng)配電終端設(shè)備中的安全芯片更換為新的安全芯片時(shí)，配電終端設(shè)備與可信終端廠商執(zhí)行如下協(xié)議完成EK更新:
[0050]步驟4-1:安全芯片利用加密算法,計(jì)算enc ((A, X，y, f, U)，IDm)并將其發(fā)送給可信終端廠商；[0051]步驟4-2:可信終端廠商對(duì)enc((A, x, y, f, u)，IDm)進(jìn)行解密,得到(A, x, y, f, u),計(jì)算enc((A, X，y, f), IDtf),將其發(fā)送給新的安全芯片；
[0052]步驟4-3:新的安全芯片對(duì)enc((A, x, y, f), IDtf)進(jìn)行解密,存儲(chǔ)并保護(hù)得到的新的安全芯片身份憑證(A, X，y, f)。
[0053]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0054](I)身份權(quán)威只需對(duì)可信廠商公鑰進(jìn)行管理即可，因此可降低背書密鑰EK管理的復(fù)雜性，身份建立時(shí)，配電終端只需按照身份建立協(xié)議將自身的唯一身份標(biāo)識(shí)ID發(fā)送給主站即可，相對(duì)于傳統(tǒng)的背書密鑰EK，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，并且方案采用零知識(shí)證明機(jī)制保證了終端身份的匿名性，支持基于管理員標(biāo)識(shí)的身份建立與撤銷；
[0055](2)本發(fā)明對(duì)于配電網(wǎng)的終端管理具有很強(qiáng)的通用性；
[0056](3)本發(fā)明針對(duì)身份的建立、認(rèn)證、撤銷方面，都設(shè)置了安全驗(yàn)證檢查，提高了系統(tǒng)的安全性與可信性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0057]圖1是基于安全芯片的配電終端管理方法流程圖；
[0058]圖2是可信終端廠商初始化流程圖；
[0059]圖3是給配電終端頒發(fā)身份的身份權(quán)威初始化流程圖；
[0060]圖4是配電終端身份建立流程圖；
[0061]圖5是配電終端身份生成流程圖；
[0062]圖6是配電終端設(shè)備生成驗(yàn)證消息流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0064]如圖1，本發(fā)明提供一種基于安全芯片的配電終端管理方法，針對(duì)身份的建立、認(rèn)證、撤銷方面，都設(shè)置了安全驗(yàn)證檢查，提高了系統(tǒng)的安全性與可信性，具有很強(qiáng)的通用性。
[0065]本發(fā)明提供一種基于安全芯片的配電終端管理方法，所述配電終端和安全芯片通過物理方式進(jìn)行綁定，構(gòu)成了配電終端設(shè)備；所述方法包括以下步驟:
[0066]步驟1:生成背書密鑰EK ；[0067]步驟2:配電終端身份建立；
[0068]步驟3:配電終端身份認(rèn)證；
[0069]步驟4:更新背書密鑰EK。
[0070]所述步驟I包括以下步驟:
[0071]步驟1-1:生產(chǎn)配電終端設(shè)備的可信終端廠商和給配電終端頒發(fā)身份的身份權(quán)威分別進(jìn)行初始化，通過初始化生成可信終端廠商的公鑰PK。和私鑰SK。，以及配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1和私鑰SK1 ；
[0072]步驟1-2:對(duì)于配電終端設(shè)備，可信終端廠商為該配電終端生成背書密鑰EK。
[0073]如圖2，所述步驟1-1中，可信終端廠商進(jìn)行初始化，生成可信終端廠商的公鑰PK。和私鑰SK。，包括以下步驟:
[0074]I)選擇雙線性映射e^G^XGa — Gc2,其中Ga, Gc2為素?cái)?shù)q階循環(huán)群，gCi和ga分別為Ga和Ge2的生成兀；
[0075]2)選擇哈希函數(shù) /Z1: !0.1 廠—> C , H2:GC2— {0，l}n，丑3:{0，U"x{(Ur 07，
H4: {0, l}n— {0, l}n;其中中除零之外的元素，為小于q的正整數(shù)除零之外的集合，則Zq為小于q的正整數(shù)集合，n為0或I的長度；
[0076]3 )選擇Ga的生成元ga，生成隨機(jī)數(shù)s ^Z*q,并計(jì)算中間量Ppub = Sgci ；
[0077]4)生成可信終端廠商的公鑰 PKc = {q, Gci, Gc2, ec, n, gcl, Ppub, H1, H2, H3, H4I 并發(fā)布，存儲(chǔ)并保護(hù)對(duì)應(yīng)私鑰SKe = S。
[0078]如圖3，所述步驟1-1中，身份權(quán)威進(jìn)行初始化，生成配電終端身份權(quán)威的公鑰PKi和私鑰SK1，包括以下步驟:
[0079]I)選擇雙線性映射MG1XG2 — G3，其中G1,G2,G3為素?cái)?shù)p階循環(huán)群；gl、g2和g3分別為G1^ G2和G3的生成兀；
[0080]2)選擇哈希函數(shù)H: {0，I}*-Zp, Zp為小于p的IH整數(shù)集合；
[0081]3)從匕中選擇元素匕七和匕，生成隨機(jī)數(shù)pZ，并計(jì)算中間量》= g其中<為小于P的正整數(shù)集合；
[0082]4)生成配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1 = {p, G1, G2, G3, g” g2, g3, h” h2, h3, H, w }并發(fā)布，存儲(chǔ)并保護(hù)對(duì)應(yīng)私鑰SK1 = Y。
[0083]所述步驟1-2中，可信終端廠商通過以下協(xié)議為該配電終端生成背書密鑰EK ；
[0084]I)為配電終端分為唯一的配電終端身份標(biāo)識(shí)符IDm，且IDm G {0，I}*, IDm包括可信終端廠商標(biāo)識(shí)符和配電終端設(shè)備序列號(hào)；
[0085]2)生成背書密鑰EK的私鑰EKpriv,有EKpriv = SKc ? Qid,其中中間量Qid = JIiUDuW G; ?’
[0086]3 )將EKpriv和IDm注入安全芯片。
[0087]如圖4，所述步驟2包括以下步驟:
[0088]步驟2-1:身份權(quán)威認(rèn)證當(dāng)前執(zhí)行身份建立操作的用戶是否為具有權(quán)限的管理員，且該配電終端設(shè)備是否是由可信終端廠商生產(chǎn)；在上述兩步驗(yàn)證通過后，配電終端獲得身份權(quán)威為其頒發(fā)的身份憑證；[0089]步驟2-2:在身份權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)域，當(dāng)具有權(quán)限的配電終端管理員試圖為配電終端設(shè)備申請(qǐng)身份時(shí)，將通過身份建立協(xié)議基于配電終端管理員身份標(biāo)志生成該配電終端的網(wǎng)絡(luò)身份，若生成過程中配電終端管理員的簽名不合法或者該配電終端設(shè)備不可信，則身份建立失敗并將配電終端管理員身份加入撤銷列表。
[0090]如圖5，在所述配電終端身份建立的過程中，由身份權(quán)威生成終端身份，并選擇可信終端廠商的公鑰對(duì)身份進(jìn)行加密并將加密結(jié)果發(fā)至配電終端，再由安全芯片對(duì)加密結(jié)果進(jìn)行解密，解密結(jié)果即為配電終端身份憑證。
[0091]終端身份生成包括以下步驟:
[0092]1)令中間量 a=(g1,t1,h2,h3)；,其中 x、y∈ZP Y∈Z*P XY均為隨
機(jī)數(shù)，gl、h2和h3存在于身份權(quán)威的公鑰PK1中，其中中間量t'= (h1,h2)，
f, f∈ Zp,且均為隨機(jī)數(shù)，Ih和h2存在于身份權(quán)威的公鑰PK1中；IDa為配電終端管理員身份標(biāo)識(shí)，H是身份權(quán)威的哈希函數(shù)；
[0093]2)身份權(quán)威將(A，x，y〃)根據(jù)IDm進(jìn)行加密操作enc ((A，x，y " )，IDm)，并發(fā)送至終端，終端收到后轉(zhuǎn)發(fā)至安全芯片，安全芯片解密得到(A, X，y "),并計(jì)算y = y’ +y " (modp)得到配電終端身份憑證(A, X，y, f, u)。
[0094]所述步驟3中，配電終端設(shè)備向驗(yàn)證者證明自己擁有未被撤銷的配電終端身份時(shí)，驗(yàn)證者向配電終端設(shè)備發(fā)送挑戰(zhàn)信息，由安全芯片產(chǎn)生關(guān)于挑戰(zhàn)信息的知識(shí)簽名發(fā)送至驗(yàn)證者，由驗(yàn)證者進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功且配電終端身份不在撤銷列表中，則身份認(rèn)證成功，雙方可以進(jìn)行信息通信；若身份認(rèn)證失敗，則將配電終端管理員身份加入撤銷列表。
[0095]對(duì)于身份撤銷功能，通過維護(hù)兩個(gè)撤銷列表實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種類型身份撤銷的支持。當(dāng)安全芯片被破解或者其他原因?qū)е律矸萁⑦^程中生成的秘密信息被泄露后，將被加入終端撤銷列表。當(dāng)管理員由于不可信而被撤銷后，H(IDa)將被加入管理員撤銷列表。對(duì)于已被撤銷的終端所具有的身份或者由被撤銷管理員發(fā)起申請(qǐng)建立的終端身份，在身份認(rèn)證過程中將被驗(yàn)證者發(fā)現(xiàn)。
[0096]所述步驟3中的配電終端身份認(rèn)證具體包括以下步驟:
[0097]步驟3-1:驗(yàn)證者向配電終端設(shè)備發(fā)送挑戰(zhàn)信息m ；
[0098]步驟3-2:配電終端設(shè)備選擇B1, B2 G G3，其中B1和B2均為屬于G3的元素；
[0099]步驟3-3:安全芯片計(jì)算中間量故和爯，選擇隨機(jī)數(shù)a G Zp，計(jì)算中間
量b = y+ax, Tn = A h發(fā)送(K1, K2, T")給配電終端設(shè)備:其中A、f、U、x和y都是屬于配電終端身份憑證(A, X，y, f, u)；
[0100]步驟3-4:配電終端設(shè)備生成驗(yàn)證消息0 = (B1, K1, B2, K2, T " , c, sX, Sf, Su, Sa, Sb),其中，中間量 C = H (PK1, B1, K1, B2, K2, T " ，R1, R2, R3, m), Sx =rx+cx，sf = rf+cf, su = ru+cu, sa = ra+ca, sb = rb+cb, rx, rf, ru, ra, rb G Zp,
R3= e(tn,g2)-r.e(h1,g2)f，e(h2,ω),r1=b1 r2=b2
[0101]步驟3-5:驗(yàn)證者對(duì)驗(yàn)證消息進(jìn)行驗(yàn)證，具體包括以下步驟:
[0102]步驟3-5-1:驗(yàn)證者驗(yàn)證 B1, B2 ∈ G3, T" ∈G1, sx, sf, su, sa, sb G Zp,如果不成立,則協(xié)議失??；[0103]步驟3-5-2:驗(yàn)證者計(jì)算中間11: Rl = B；.? K；c，R7 = B:.K1'，
[0104]R, = O2)' ?￡'(/?,, ^r;)' -K 欠-Cih^g2)' ‘c)(K -(cig^g.) / e{T",a)))' ,
其中中間量=HiPK.BrKrB2.KZ.T\ Rl.R2J,./?)，驗(yàn)證是否滿足2 = c ’如果不滿足，則身份認(rèn)證協(xié)議執(zhí)行失敗；
[0105]步驟3-5-3:對(duì)于終端撤銷列表RL = {fj, f2,…，fj，對(duì)于任意I≤i≤m,驗(yàn)證者檢查X1' = Bf是否成立，如果成立，則身份認(rèn)證協(xié)議執(zhí)行失??；
[0106]步驟3-5-4:對(duì)于管理員撤銷列表AL = Iu1, U2,…，uj ,對(duì)于任意I≤i≤m,驗(yàn)證者分別檢查I2"= B fPA"=和'是否成立，如果成立，則身份認(rèn)證協(xié)議執(zhí)行失敗。
[0107]所述步驟4中，當(dāng)配電終端設(shè)備中的安全芯片更換為新的安全芯片時(shí)，通過該功能實(shí)現(xiàn)新的芯片對(duì)設(shè)備已有身份的繼承。配電終端設(shè)備與可信終端廠商執(zhí)行如下協(xié)議完成EK更新:
[0108]步驟4-1:安全芯片利用加密算法,計(jì)算enc ((A, X，y, f, U)，IDm)并將其發(fā)送給可信終端廠商；
[0109]步驟4-2:可信終端廠商對(duì)enc((A, x, y, f, u)，IDm)進(jìn)行解密,得到(A, x, y, f, u),計(jì)算enc((A, X，y, f), IDtf),將其發(fā)送給新的安全芯片；
[0110]步驟4-3:新的安全芯片對(duì)enc((A, x, y, f), IDtf)進(jìn)行解密,存儲(chǔ)并保護(hù)得到的新的安全芯片身份憑證(A, X，y, f)。
[0111]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于安全芯片的配電終端管理方法，所述配電終端和安全芯片通過物理方式進(jìn)行綁定，構(gòu)成了配電終端設(shè)備；其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:生成背書密鑰EK ； 步驟2:配電終端身份建立； 步驟3:配電終端身份認(rèn)證； 步驟4:更新背書密鑰EK。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟I包括以下步驟: 步驟1-1:生產(chǎn)配電終端設(shè)備的可信終端廠商和給配電終端頒發(fā)身份的身份權(quán)威分別進(jìn)行初始化，通過初始化生成可信終端廠商的公鑰PK。和私鑰SK。，以及配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1和私鑰SK1 ； 步驟1-2:對(duì)于配電終端設(shè)備，可信終端廠商為該配電終端生成背書密鑰EK。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟1-1中，可信終端廠商進(jìn)行初始化，生成可信終端廠商的公鑰PK。和私鑰SK。，包括以下步驟: 1)選擇雙線性映射ee:GaXGa— Ge2，其中Ga，Gc2為素?cái)?shù)q階循環(huán)群，gcl和ge2分別為Gci和Ge2的生成兀； 2)選擇哈希函數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟1-1中，身份權(quán)威進(jìn)行初始化，生成配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1和私鑰SK1，包括以下步驟: 1)選擇雙線性映射e= G1 XG2 — G3，其中G1, G2, G3為素?cái)?shù)p階循環(huán)群；gl> g2和g3分別為G” G2和G3的生成兀； 2)選擇哈希函數(shù)H:{0，I}* - Zp, Zp為小于p的正整數(shù)集合； 3)從G1中選擇元素Vh2和h3，生成隨機(jī)數(shù)PZ:，并計(jì)算中間量o = g丨，其中<為小于P的正整數(shù)集合；
4)生成配電終端身份權(quán)威的公鑰PK1= {p, G1, G2, G3, gl, g2, g3, h1； h2, h3, H, ? }并發(fā)布，存儲(chǔ)并保護(hù)對(duì)應(yīng)私鑰SK1 = Y。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟1-2中，可信終端廠商通過以下協(xié)議為該配電終端生成背書密鑰EK ； I)為配電終端分為唯一的配電終端身份標(biāo)識(shí)符IDm，且IDm G {0，I}*, IDm包括可信終端廠商標(biāo)識(shí)符和配電終端設(shè)備序列號(hào)；2)生成背書密鑰EK的私鑰EKpriv，有EKpriv= SKc.Qid，其中中間量Qm =/:(/%) e G；； 3)將EKlttiv和IDm注入安全芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟2包括以下步驟: 步驟2-1:身份權(quán)威認(rèn)證當(dāng)前執(zhí)行身份建立操作的用戶是否為具有權(quán)限的管理員，且該配電終端設(shè)備是否是由可信終端廠商生產(chǎn)；在上述兩步驗(yàn)證通過后，配電終端獲得身份權(quán)威為其頒發(fā)的身份憑證； 步驟2-2:在身份權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)域，當(dāng)具有權(quán)限的配電終端管理員試圖為配電終端設(shè)備申請(qǐng)身份時(shí)，將通過身份建立協(xié)議基于配電終端管理員身份標(biāo)志生成該配電終端的網(wǎng)絡(luò)身份，若生成過程中配電終端管理員的簽名不合法或者該配電終端設(shè)備不可信，則身份建立失敗并將配電終端管理員身份加入撤銷列表。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:在所述配電終端身份建立的過程中，由身份權(quán)威生成終端身份，并選擇可信終端廠商的公鑰對(duì)身份進(jìn)行加密并將加密結(jié)果發(fā)至配電終端，再由安全芯片對(duì)加密結(jié)果進(jìn)行解密，解密結(jié)果即為配電終端身份憑證。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:終端身份生成包括以下步驟: 1)令中間量』=(gl.rWo1/(A+”，其中x，y" G zp, r^z]}, x、y"和Y均為隨機(jī)數(shù)，gl、112和匕存在于身份權(quán)威的公鑰PK1中，其中中間量r = /?/ -h:'、中間量U = H(IDa), f,f G Zp，且均為隨機(jī)數(shù)，hi和h2存在于身份權(quán)威的公鑰PK1中；ida為配電終端管理員身份標(biāo)識(shí)，H是身份權(quán)威的哈希函數(shù)； 2)身份權(quán)威將(A，x，y")根據(jù)IDm進(jìn)行加密操作enc((A，X，y")，IDm)，并發(fā)送至終端，終端收到后轉(zhuǎn)發(fā)至安全芯片，安全芯片解密得到(A, X，y "),并計(jì)算y = y’ +y " (mod p)得到配電終端身份憑證(A, X，y, f, u)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟3中，配電終端設(shè)備向驗(yàn)證者證明自己擁有未被撤銷的配電終端身份時(shí)，驗(yàn)證者向配電終端設(shè)備發(fā)送挑戰(zhàn)信息，由安全芯片產(chǎn)生關(guān)于挑戰(zhàn)信息的知識(shí)簽名發(fā)送至驗(yàn)證者，由驗(yàn)證者進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功且配電終端身份不在撤銷列表中，則身份認(rèn)證成功，雙方可以進(jìn)行信息通信；若身份認(rèn)證失敗，則將配電終端管理員身份加入撤銷列表。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟3中的配電終端身份認(rèn)證具體包括以下步驟: 步驟3-1:驗(yàn)證者向配電終端設(shè)備發(fā)送挑戰(zhàn)信息m ； 步驟3-2:配電終端設(shè)備選擇B1, B2 G G3，其中B1和B2均為屬于G3的元素； 步驟3-3:安全芯片計(jì)算中間量& =5/和毛=5選擇隨機(jī)數(shù)a G Zp，計(jì)算中間量b =y+ax’T、A-ha2 ,發(fā)送(K1J2J")給配電終端設(shè)備:其中A、f、u、x和y都是屬于配電終端身份憑證(A, X，y, f, u)； 步驟3-4:配電終端設(shè)備生成驗(yàn)證消息O = (B1, K1, B2, K2, T " , c, sx,
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安全芯片的配電終端管理方法，其特征在于:所述步驟4中，當(dāng)配電終端設(shè)備中的安全芯片更換為新的安全芯片時(shí)，配電終端設(shè)備與可信終端廠商執(zhí)行如下協(xié)議完成EK更新: 步驟4-1:安全芯片利用加密算法，計(jì)算enc((A，X，y，f，u)，IDM)并將其發(fā)送給可信終端廠商； 步驟4-2:可信終端廠商對(duì)enc((A, x, y, f, u)，IDm)進(jìn)行解密,得到(A, x, y, f, u),計(jì)算enc ((A, X，y, f), IDmO，將其發(fā)送給新的安全芯片； 步驟4-3:新的安全芯片對(duì)enc((A，x, y, f)，IDmO進(jìn)行解密，存儲(chǔ)并保護(hù)得到的新的安全芯片身份憑證(A, X，y, f)。
【文檔編號(hào)】H04L9/32GK103647651SQ201310712807
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】徐震, 于愛民, 汪丹, 穆振, 趙保華, 王志皓 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 中國科學(xué)院信息工程研究所, 國網(wǎng)四川省電力公司