[发明专利]基于对称加密的认证加密方法及加密系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信安全领域，具体涉及通信过程中的认证加密方法。

背景技术

随着计算机与通信技术的发展，人们越来越多的使用网络来传递秘密信 息，这些秘密消息的传递往往同时需要保密和认证。传统上同时实现认证和 保密的方法是将加密和签名组合，采用“先签名再加密”的方法，这种组合 的计算、传输代价是签名和加密的总和，且这种传统方法使用的是公钥加密， 计算速度慢，代价高。利用消息可恢复签名技术能够以较低的传输代价同时 实现认证和加密功能，国内外许多学者相继设计了许多基于消息可恢复签名 技术的认证加密方案。诸如在2006年的《电子学报》第34卷5期874-877 页，张串绒，尹忠海，肖国镇的《不使用Hash和Redundancy函数的认证加 密方案》一文中提出了基于消息可恢复签名技术的认证加密方案。该方案首 次将消息可恢复签名和对称加密有机结合，用签名中恢复的消息与对称解密 得到的消息相比较，实现消息有效性的验证，改变了传统上使用杂凑函数或 冗余函数的验证方法。但该方案的安全性不高，无法抵抗消息接收者的伪造 攻击，而且发生纠纷后，无法让第三方公开验证签名。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，旨在设计一种计算量和传输代价小， 安全性高的认证加密方案。由此提出了一种基于对称加密和消息可恢复签名 技术的认证加密方法和系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案是提出一种认证加密方法，该方法 包括以下步骤：

发送端和接收端分别生成公、私钥对，分别将公钥和各自对应的身份标 识发送给服务器。生成公、私钥对，和身份标识的步骤具体包括，发送端、 接收端参数选择单元选取大素数p、q、确定q阶生成元g，并分别选取随机 数x_a、x_b作为各自的私钥；发送端、接收端密钥生成单元调用模指数运算公式 ya=gxamodp,]]>yb=gxbmodp]]>分别确定发送端、接收端公钥y_a、y_b；签名单元将 发送端、接收端私钥x_a、x_b对发送端和接收端消息串y_a‖ID_A、y_b‖ID_B分别进行 签名，得到发送端签名和接收端签名等身份标识；

发送端通过服务器收到接收端公钥，根据接收端公钥和选取的随机数生 成发送端会话密钥，利用发送端会话密钥对要发送的消息进行加密，并利用 选取的随机数、所要发送的消息以及自己的私钥生成认证信息，把加密后的 发送消息和认证信息通过服务器发送给接收端。

发送端选取随机数k，密钥生成单元根据接收端的公钥y_b和随机数k，输 入双重模指数运算单元，调用公式K＝((y_b)^k(mod p))(mod q)获得用于加密消息的 发送端会话密钥K，加密单元利用K对称加密消息m。将随机数k、发送端的 私钥x_a及所要发送的消息m输入双重模指数运算单元，调用公式 r＝(g^m+k(mod p))(mod q)和s＝k/(r+x_a)(mod q)计算认证信息r和s；

接收端通过服务器接收到发送端的加密消息和认证信息后，根据接收端 自己的公、私钥、发送端的公钥以及认证信息生成接收端会话密钥，并对加 密消息进行解密，根据解密出的消息生成验证信息，对生成的验证信息和收 到的认证信息进行比较，验证消息的有效性。