[发明专利]一种密钥加密存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全领域，特别涉及一种密钥加密存储方法。

背景技术

随着网络的应用与发展，网络安全问题日益突出。数据加密是确保计算机网络安全的一种重要的机制。采用密码技术保护的现代信息系统，其安全性取决于对密钥的保护，而不是对算法或硬件本身的保护。一旦密钥泄露、丢失或出错，不但可能造成合法用户无法提取信息，更有可能造成非法用户窃取信息。因此，密码算法和协议、密钥长度的选择以及密钥的保密和安全管理对于保证系统的安全极为重要。

加密算法决定了密钥管理的机制，不同的密码系统，其密钥管理方法也不相同，但其目的都是为了保障密钥从产生、存储、分配、使用和销毁的整个生命周期内的安全。本文仅就密钥的存储安全进行讨论。

如图1所示，为现有技术下的密钥层次结构图。通常，国内外多借鉴图1所示的三层密钥层次结构对密钥进行加密存储，保证密钥的安全性。

该结构要求如下：（1）主密钥的安全性要求最高。主密钥在可信安全模块中产生，且不允许其明文出现在安全模块之外。（2）除主密钥以外的子密钥可保存在硬件中，也可在外部保存，但是都必须以密文形式保存。

图1的密钥层次结构中，主密钥或恢复密钥对数据KEK和MAC KEK加密，数据KEK或MAC KEK可对最下层的多个工作密钥（数据密钥或MAC密钥）进行加密保护。

但是，现有技术下的密钥存储复杂度不高，且密钥存储的安全性没有保障。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种密钥加密存储方法，以提高密钥存储的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了一种密钥加密存储方法，该密钥加密存储方法包括：

在安全模块中产生保护主密钥，且保护主密钥明文不出现在安全模块外；

利用硬件随机数发生器产生保护密钥；

所述保护主密钥对所述保护密钥进行加密并存储来获取保护密钥文件；其中，所述保护密钥的个数为N，每个保护密钥数据分为M个分组，则保护密钥文件包含L=N*M个分组。

可选的，在本发明一实施例中，还包括：

所述保护密钥对工作密钥进行加密并存储来获取工作密钥文件。

可选的，在本发明一实施例中，所述保护主密钥对所述保护密钥进行加密的步骤包括：

给定保护密钥文件ID；

根据文件ID获取计数器初值T₁；

所述保护主密钥用CTR模式加密所述保护密钥的第1~M个分组；其中，保护主密钥用CTR模式加密第1个保护密钥的第1~M个分组，计数器取值分别为T₁~T_M；保护主密钥用CTR模式加密第i个保护密钥（i∈[1,N],i∈Z）的第1~M个分组，计数器取值分别为T_1+(i-1)*M~T_i*M。

可选的，在本发明一实施例中，所述保护密钥对工作密钥进行加密并存储来获取工作密钥文件的步骤包括：

给定工作密钥文件ID；

根据工作密钥文件ID获取计数器初值PT₁和保护密钥索引I；

根据所述保护密钥索引I获取第I个保护密钥数据和保护主密钥加密该保护密钥的计数器初值T_1+(I-1）*M；

所述保护主密钥解密第I个保护密钥数据，并获取保护密钥明文KP_I；

根据所述保护密钥明文KP_I对工作密钥进行CTR加密并存储工作密钥文件。

可选的，在本发明一实施例中，所述工作密钥包括加密密钥、MAC密钥和非对称密钥。

可选的，在本发明一实施例中，所述工作密钥通过随机数产生。

上述技术方案具有如下有益效果：采用的密钥存储方法利用CTR模式的分组密码工作方式，通过对计数器序列加密得到类似随机密码的序列，再与保护密钥或工作密钥进行异或，使得输出的密文与原文没有任何统计关系，实现了类似一次一密的加密，有效提高了密钥存储的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术下的密钥层次结构图；

图2为本发明提出的一种密钥加密存储方法的流程图之一；