一種基于標識的身份認證系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，尤其涉及智能設(shè)備接收控制指令過程中的安全認證系統(tǒng)及方法，其公開的基于標識的身份認證系統(tǒng)包括：客戶端，私鑰生成服務(wù)器，以及至少一個終端設(shè)備；其中，客戶端，用于形成唯一標識用戶的公鑰，同時實現(xiàn)控制終端設(shè)備的控制指令的數(shù)據(jù)簽名生成簽名信息；私鑰生成器，用于生成私鑰和公共參數(shù)；終端設(shè)備，內(nèi)置一基于標識的認證模塊，同時根據(jù)公共參數(shù)和公鑰實現(xiàn)控制指令的認證。本發(fā)明中在終端設(shè)備中設(shè)置IBC模塊，使得終端設(shè)備接收到的控制指令更具備可靠性、安全；有效地防止了終端設(shè)備接收到錯誤的指令，從而造成不良的后果；且通過這種方法之后，終端設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，能夠快速的找到問題的源頭，及時采取有效措施。
【專利說明】一種基于標識的身份認證系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，尤其涉及智能設(shè)備接收控制指令過程中的安全認證系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著計算機通信行業(yè)的飛速發(fā)展，計算機、自動控制、通信技術(shù)的交融應(yīng)用，給人們的生活方式帶來了深刻改變，傳統(tǒng)的家居方式已經(jīng)遠遠不能滿足人們的需求，智能化的居住環(huán)境應(yīng)運而生，即將各種家電設(shè)備結(jié)合成有機整體，并通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信手段實現(xiàn)對其隨時隨地的控制與管理。
[0003]隨著智能家居應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，智能家居遠程安全通信技術(shù)的研究受到了越來越多的關(guān)注，目前，智能家居遠程控制安全通信的技術(shù)主要有:網(wǎng)絡(luò)身份認證技術(shù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、安全協(xié)議、防火墻技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)防毒技術(shù)等。
[0004]其中，在數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用的最為普遍的就是PKI (Public Key Infrastructure,公鑰加密)技術(shù)，其主要采用證書管理公鑰，通過第三方的可信機構(gòu)CA (CertificateAuthority,證書授權(quán)中心),把用戶的公鑰和用戶的其他標識信息捆綁在一起。CA是負責(zé)簽發(fā)證書、認證證書、管理已頒發(fā)證書的機關(guān)。它要制定政策和具體步驟來驗證、識別用戶身份，并對用戶證書進行簽名，以確保證書持有者的身份和公鑰的擁有權(quán)。
[0005]PKI技術(shù)的使用，用戶可以對信息進行加密，簽名以保證信息的安全性、完整性和合法性，可以說PKI體系已經(jīng)基本上解決了信息安全問題。然而PKI技術(shù)仍然存在幾個問題影響其大規(guī)模推廣:
[0006]I)發(fā)送方在發(fā)送信息前總需要先獲取接收方的證書。
[0007]2)在每收到一個證書后，實體都需要驗證證書的有效性。
[0008]3)證書頒發(fā)和管理系統(tǒng)(PKI)非常復(fù)雜，難以部署。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對上述基于PKI技術(shù)進行身份認證存在的，如認證過程非常的繁瑣，用戶體驗極差等問題。本發(fā)明中提供了一種基于標識的身份認證系統(tǒng)級方法，其在終端設(shè)備中設(shè)置IBC(Identity-Based Cryptograph,基于標識的密碼技術(shù))模塊,實現(xiàn)終端設(shè)備接收控制指令的認證，不僅簡化了整個認證的過程，同時保障了控制指令的真實可靠。
[0010]本發(fā)明提供了一種基于標識的身份認證系統(tǒng)和方法，技術(shù)方案如下:
[0011 ] 一種基于標識的身份認證系統(tǒng)，包括:
[0012]客戶端，私鑰生成服務(wù)器，以及至少一個終端設(shè)備；
[0013]所述客戶端，用于形成唯一標識用戶的公鑰，同時實現(xiàn)控制所述終端設(shè)備的控制指令的數(shù)據(jù)簽名生成簽名信息；
[0014]所述私鑰生成服務(wù)器，用于根據(jù)所述公鑰生成私鑰和公共參數(shù)；
[0015]所述終端設(shè)備，內(nèi)置一基于標識的認證模塊，同時根據(jù)所述公共參數(shù)和公鑰實現(xiàn)所述控制指令的認證。
[0016]優(yōu)選地，所述身份認證系統(tǒng)包括客戶端，私鑰生成服務(wù)器，以及多個終端設(shè)備。
[0017]在整個系統(tǒng)中，可以包括多個終端設(shè)備，即一個客戶端同時控制多個終端設(shè)備，多個終端設(shè)備中都包括基于標識的認證模塊，且多個終端設(shè)備同時通過其內(nèi)部包括的認證模塊對客戶端發(fā)送的控制指令進行認證，若認證成功，則分別響應(yīng)控制指令進行動作。
[0018]優(yōu)選地，所述公鑰包括郵箱地址。
[0019]這里的公鑰用于唯一標識客戶端，除了包括郵箱地址，還可以包括，如網(wǎng)站地址、用戶名稱等。
[0020]一種基于標識的身份認證方法，應(yīng)用于上述基于標識的身份認證系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0021]所述私鑰生成服務(wù)器獲取所述客戶端形成的用于唯一標識用戶的公鑰，同時生成公共參數(shù)和私鑰；
[0022]所述終端設(shè)備獲取所述公鑰和公共參數(shù)；
[0023]在本發(fā)明中，用戶將公鑰和公共參數(shù)輸入上述終端設(shè)備。
[0024]所述客戶端獲取所述私鑰，實現(xiàn)對所述終端設(shè)備的控制指令的數(shù)據(jù)簽名生成簽名信息；
[0025]在本發(fā)明中，客戶端獲取了私鑰之后，首先使用，如哈希算法提取控制指令中的摘要信息，其中，哈希算法將任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。哈希值是一段數(shù)據(jù)唯一且極其緊湊的數(shù)值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨后的哈希都將產(chǎn)生不同的值。要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入，在計算上是不可能的，所以數(shù)據(jù)的哈希值可以檢驗數(shù)據(jù)的完整性。隨后使用私鑰對摘要信息進行加密成為簽名信息。
[0026]所述終端設(shè)備獲取所述簽名信息和控制指令，實現(xiàn)所述控制指令的認證。
[0027]在本發(fā)明中，終端設(shè)備接收到簽名信息之后，結(jié)合之前獲取的公鑰和公共參數(shù)對簽名信息進行解密生成解密信息，同時使用與客戶端中相同的算法，如哈希算法對提取到的控制指令中的摘要信息，最后通過比對解密信息和摘要信息實現(xiàn)控制指令的認證。
[0028]優(yōu)選地，所述公共參數(shù)和所述私鑰相互關(guān)聯(lián)。
[0029]在本發(fā)明中，公共參數(shù)和私鑰是對應(yīng)的，當私鑰丟失時，則需要使用公鑰在私鑰生成服務(wù)器上重新生成新的公共參數(shù)和私鑰。使用了私鑰加密的簽名信息需要使用公鑰和公共參數(shù)一起進行解密。
[0030]優(yōu)選地，所述終端設(shè)備包括智能終端設(shè)備。
[0031]優(yōu)選地，所述智能終端設(shè)備接收并認證所述客戶端的所述控制指令，若接收到的所述控制指令認證成功,則響應(yīng)所述客戶端動作。
[0032]優(yōu)選地，所述身份認證方法中包括多個智能終端設(shè)備，所述多個智能終端設(shè)備分別接收并認證所述客戶端的所述控制指令，所述控制指令認證成功后，所述多個智能終端分別響應(yīng)所述客戶端動作。
[0033]本發(fā)明提供的基于標識的身份認證系統(tǒng)和方法，其有益效果在于:
[0034]1.本發(fā)明中在終端設(shè)備中設(shè)置IBC模塊，以實現(xiàn)進行終端設(shè)備接收到的控制指令的簽名認證，使得終端設(shè)備接收到的控制指令更具備可靠性和安全性；有效地防止了終端設(shè)備接收到錯誤的指令而造成的不良后果；且通過這種方法之后，終端設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，能夠快速的找到問題的源頭，及時采取有效措施；
[0035]2.在整個認證過程中，私鑰生成服務(wù)器作為整個裝置的核心，根據(jù)接收到的公鑰生成公共參數(shù)和私鑰，終端設(shè)備在接收到控制指令之后使用其內(nèi)部的公共參數(shù)和公鑰對控制指令進行認證，從而實現(xiàn)控制指令的整個認證過程；簡化了整個認證過程，操作簡單，安全性能更高；
[0036]3.終端設(shè)備接收到了簽名信息之后，不再需要將公鑰發(fā)送到私鑰生成服務(wù)器獲取公共參數(shù)，而是通過直接將公共參數(shù)和公鑰設(shè)置于終端設(shè)備內(nèi)部，使得本發(fā)明的身份認證系統(tǒng)實現(xiàn)了離線情況下的身份認證，大大擴展了本發(fā)明中系統(tǒng)的應(yīng)用場合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0038]圖1為本發(fā)明中基于標識的身份認證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為本發(fā)明中基于標識的身份認證方法流程示意圖。

【具體實施方式】
[0040]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行具體的描述。下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于標識的身份認證系統(tǒng)，包括客戶端，私鑰生成服務(wù)器，以及至少一個終端設(shè)備。
[0042]具體地，客戶端，用于形成唯一標識用戶的公鑰，通常，由用戶指定唯一標識自己的標識信息，即公鑰，如網(wǎng)址、公司名稱、郵箱地址等；客戶端包括但不限制于手機、電腦、平板等。特別地，本發(fā)明對客戶端類型和公鑰的具體內(nèi)容不作限定，只要使用到的客戶端類型和公鑰內(nèi)容能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的類型，都包括在本發(fā)明的內(nèi)容中。
[0043]此外，客戶端的作用還包括實現(xiàn)控制終端設(shè)備的控制指令的數(shù)據(jù)簽名生成簽名信息。在本發(fā)明的基于標識的身份認證系統(tǒng)中，客戶端向終端設(shè)備發(fā)送控制指令，以實現(xiàn)對終端設(shè)備的控制，為了進一步保障控制指令的真實安全性能，控制指令在發(fā)送至終端設(shè)備之前對控制指令進行數(shù)據(jù)簽名。在整個數(shù)據(jù)簽名過程中，客戶端首先使用，如哈希算法提取控制指令中的第一摘要信息，即將控制指令映射為較短的固定長度的二進制值如，128bit的第一摘要信息，這個摘要信息為哈希值；隨后再利用私鑰生成服務(wù)器生成的私鑰對第一摘要進行加密簽名為簽名信息。具體地，本發(fā)明中對提取控制指令中第一摘要信息的方法不做限定，只要其能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，都包括在本發(fā)明的內(nèi)容中。
[0044]私鑰生成服務(wù)器，用于根據(jù)公鑰生成私鑰和公共參數(shù)，具體地，當私鑰丟失時，則單獨利用公共參數(shù)不能實現(xiàn)控制指令的認證，即需要使用公鑰在私鑰生成服務(wù)器上重新生成新的公共參數(shù)和私鑰，且使用了私鑰加密的控制指令需要使用標識和公共參數(shù)一起進行解密。進一步地，本發(fā)明中私鑰生成服務(wù)器中使用橢圓曲線上的pairing、SK-KEM等算法將公鑰生成相應(yīng)的公共參數(shù)和私鑰。特別地，本發(fā)明對使用的算法不做限定，只要其能實現(xiàn)目的，都包括在本發(fā)明的內(nèi)容中。
[0045]終端設(shè)備，內(nèi)置一基于標識的認證模塊，即IBC模塊，其根據(jù)公共參數(shù)和公鑰實現(xiàn)控制指令的認證。終端設(shè)備接收到簽名信息之后，使用與客戶端中相同的算法，如哈希算法對提取到的控制指令中的第二摘要信息。特別地，本發(fā)明中對提取控制指令中第二摘要信息的方法不做限定，只要其能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，都包括在本發(fā)明的內(nèi)容中。
[0046]隨后，結(jié)合之前獲取的公鑰和公共參數(shù)對簽名信息進行解密生成解密信息，通常來說，用戶將私鑰生成器中生成的公共參數(shù)及公鑰一起設(shè)置于終端設(shè)備中。特別地，在本發(fā)明中，解密過程即為加密過程的反過程，也就是說，這里得到的解密信息即為客戶端中到的第一摘要信息。隨后將生成的第一摘要信息與解密信息進行比對，若比對成功，則說明控制指令在發(fā)送過程中沒有被篡改，即控制指令安全可靠；若比對失敗，則告訴用戶接收到的控制指令存在被第三方篡改過的危險。
[0047]進一步地，本發(fā)明的系統(tǒng)中包括多個終端設(shè)備，即客戶端同時控制多個終端設(shè)備；每個終端設(shè)備分別接收客戶端的控制指令，同時對接收到的控制指令進行認證，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0048]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種基于標識的身份認證方法，應(yīng)用于上述基于標識的身份認證系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0049]私鑰生成服務(wù)器獲取客戶端形成唯一標識用戶的公鑰，同時生成公共參數(shù)和私鑰；
[0050]終端設(shè)備獲取公鑰和公共參數(shù)；當私鑰丟失時，則單獨利用公共參數(shù)不能實現(xiàn)控制指令的認證，即需要使用公鑰在私鑰生成服務(wù)器上重新生成新的公共參數(shù)和私鑰，且使用了私鑰加密的控制指令需要使用標識和公共參數(shù)一起進行解密。
[0051]客戶端獲取私鑰，實現(xiàn)對終端設(shè)備的控制指令的數(shù)據(jù)簽名生成簽名信息；在整個數(shù)據(jù)簽名過程中，客戶端首先使用，如哈希算法提取控制指令中的第一摘要信息，即將控制指令映射為較短的固定長度的二進制值如，128bit的第一摘要信息，這個摘要信息為哈希值。具體地，本發(fā)明中對提取控制指令中第一摘要信息的方法不做限定，只要其能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，都包括在本發(fā)明的內(nèi)容中
[0052]終端設(shè)備獲取簽名信息和控制指令，實現(xiàn)控制指令的認證。終端設(shè)備，內(nèi)置一基于標識的認證模塊，同時根據(jù)公共參數(shù)和公鑰實現(xiàn)控制指令的認證。終端設(shè)備接收到簽名信息之后，使用與客戶端中相同的算法，如哈希算法對提取到的控制指令中的第二摘要信息，最后通過比對解密信息和摘要信息實現(xiàn)控制指令的認證。隨后，結(jié)合之前獲取的公鑰和公共參數(shù)對簽名信息進行解密生成解密信息，通常來說，用戶將私鑰生成器中生成的公共參數(shù)及公鑰一起設(shè)置于終端設(shè)備中。特別地，在本發(fā)明中，解密過程即為加密過程的反過程，也就是說，這里得到的解密信息即為客戶端中到的第一摘要信息。隨后將生成的第一摘要信息與解密信息進行比對，若比對成功，則說明控制指令在發(fā)送過程中沒有被篡改，即控制指令安全可靠；若比對失敗，則告訴用戶接收到的控制指令存在被第三方篡改過的危險。
[0053]進一步地，終端設(shè)備包括智能終端設(shè)備。智能終端設(shè)備接收并認證客戶端的控制指令，若接收到的控制指令認證成功，則響應(yīng)客戶端動作。
[0054]更進一步地，本發(fā)明的基于標識的身份認證系統(tǒng)包括多個智能終端設(shè)備，多個智能終端設(shè)備分別接收并認證客戶端的控制指令，控制指令認證成功后，多個智能終端分別響應(yīng)客戶端動作。
[0055]應(yīng)用于上述一個完整的實施例，以標識信息為郵箱地址為例，對本發(fā)明的具體方式做如下描述:
[0056]需要控制終端設(shè)備的客戶端將郵箱地址作為唯一標識客戶端的公鑰作為發(fā)布方的身份證明，隨后將郵箱地址發(fā)送至私鑰生成服務(wù)器。
[0057]私鑰生成服務(wù)器接收到客戶端發(fā)送的郵箱地址之后，即通過，如橢圓曲線上的pairing、SK-KEM等算法生成相應(yīng)的私鑰和公共參數(shù)，且將公共參數(shù)存儲在私鑰生成服務(wù)器中，隨后將私鑰發(fā)送回客戶端。
[0058]用戶將公共參數(shù)和公鑰設(shè)置于終端設(shè)備中，終端設(shè)備將信息儲存在內(nèi)部。
[0059]客戶端接收到私鑰生成服務(wù)器發(fā)送過來的私鑰，隨即結(jié)合，如哈希算法和私鑰對控制指令進行加密為簽名信息，隨即再將簽名信息、控制指令一起發(fā)送至終端設(shè)備。
[0060]終端設(shè)備接收到私鑰生成服務(wù)器發(fā)送過來的簽名信息之后，隨即結(jié)合公共參數(shù)和公鑰對接收到的簽名信息進行解密為解密信息；與此同時，使用，如哈希算法提取接收到的簽名信息的摘要信息；最后比對解密信息和摘要信息，若比對成功，則完成了控制指令的實名制認證，相應(yīng)地，若比對失敗，則說明控制指令在發(fā)送過程中存在被篡改的可能性，提醒接收方注意。
[0061]綜上，本發(fā)明中在終端設(shè)備中設(shè)置IBC模塊，以實現(xiàn)進行終端設(shè)備接收到的控制指令的簽名認證，使得終端設(shè)備接收到的控制指令更具備可靠性、安全；有效地防止了終端設(shè)備接收到錯誤的指令，從而造成不良的后果；且通過這種方法之后，終端設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，能夠快速的找到問題的源頭，及時采取有效措施。
[0062]以上對發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例，其只是作為范例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對該系統(tǒng)進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于標識的身份認證系統(tǒng)，其特征在于，包括: 客戶端，私鑰生成服務(wù)器，以及至少一個終端設(shè)備； 所述客戶端，用于形成唯一標識用戶的公鑰，同時實現(xiàn)控制所述終端設(shè)備的控制指令的數(shù)據(jù)簽名生成簽名信息； 所述私鑰生成服務(wù)器，用于根據(jù)所述公鑰生成私鑰和公共參數(shù)； 所述終端設(shè)備，內(nèi)置一基于標識的認證模塊，同時根據(jù)所述公共參數(shù)和公鑰實現(xiàn)所述控制指令的認證。
2.如權(quán)利要求1所述基于標識的身份認證系統(tǒng)，其特征在于:所述身份認證系統(tǒng)包括客戶端，私鑰生成服務(wù)器，以及多個終端設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述基于標識的身份認證系統(tǒng)，其特征在于:所述公鑰包括郵箱地址。
4.一種基于標識的身份認證方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-3任一所述基于標識的身份認證系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟: 所述私鑰生成服務(wù)器獲取所述客戶端形成的用于唯一標識用戶的公鑰，同時生成公共參數(shù)和私鑰； 所述終端設(shè)備獲取所述公鑰和公共參數(shù)； 所述客戶端獲取所述私鑰，實現(xiàn)對所述終端設(shè)備的控制指令的數(shù)據(jù)簽名生成簽名信息； 所述終端設(shè)備獲取所述簽名信息和控制指令，實現(xiàn)所述控制指令的認證。
5.如權(quán)利要求4所述基于標識的身份認證方法，其特征在于:所述公共參數(shù)和所述私鑰相互關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求4所述基于標識的身份認證方法，其特征在于:所述終端設(shè)備包括智能終端設(shè)備。
7.如權(quán)利要求6所述基于標識的身份認證方法，其特征在于:所述智能終端設(shè)備接收并認證所述客戶端的所述控制指令，若接收到的所述控制指令認證成功，則響應(yīng)所述客戶端動作。
8.如權(quán)利要求6所述基于標識的身份認證方法，其特征在于:所述身份認證方法中包括多個智能終端設(shè)備，所述多個智能終端設(shè)備分別接收并認證所述客戶端的所述控制指令，所述控制指令認證成功后，所述多個智能終端分別響應(yīng)所述客戶端動作。
【文檔編號】H04L9/32GK104202170SQ201410487107
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】談劍鋒, 何江華, 王力, 趙晶晶 申請人:上海眾人科技有限公司