[发明专利]一种SM9数字签名的白盒实现方法与装置

说明书

本发明公开了一种SM9数字签名的白盒实现方法与装置，该方法包括以下步骤：1)生成白盒密钥：由密钥生成中心KGC产生身份为ID_A的用户User的签名私钥，用户生成白盒密钥；2)生成白盒签名：身份为ID_A的用户User生成消息M对应白盒签名；3)验证白盒签名：验证者Verifier收到消息M以及对应的白盒签名(h,S′)后执行验证。本发明实现了白盒安全的SM9数字签名生成，可以在不泄漏签名私钥的情况下生成正确的SM9数字签名。

技术领域

本发明涉及密码学技术，尤其涉及一种SM9数字签名的白盒实现方法与装置。

背景技术

数字签名是伴随着信息网络技术的发展而出现的一种安全保障技术，目的就是通过技术手段实现传统的纸面签字或者盖章的功能，用于鉴定签名人的身份以及对一项电子数据内容的认可。它还能验证出文件的原文在传输过程中有无变动，确保传输电子文件的完整性、真实性和不可抵赖性。数字签名是公钥密码体系中重要的一部分，在很多场合有着重要的作用。

SM9标识密码算法是一种基于双线性对的标识密码算法，它可以把用户的身份标识用以生成用户的公、私密钥对。SM9的应用与管理不需要数字证书、证书库或密钥库，主要用于数字签名、数据加密、密钥交换以及身份认证等。该算法于2015年发布为国家密码行业标准(GM/T 0044-2016)。

目前，绝大多数的签名方案都是基于黑盒攻击模型，在这种模型中，攻击者只能对方案机型黑盒访问，而不能知道程序运行时内部的状态。但是在现实中，存在白盒攻击，攻击者对运行程序的设备终端拥有完全的控制能力，攻击者可以对程序运行的二进制追踪、读取内存中的密钥、观察程序执行的中间结果、任意的静态分析以及改变计算结果等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种SM9数字签名的白盒实现方法与装置，本发明方法由密钥生成中心KGC和用户User共同完成，既能保证签名的正确性，又能确保用户签名私钥的白盒安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种SM9数字签名的白盒实现方法，包括以下步骤：

1)生成白盒密钥

1.1)由密钥生成中心KGC产生身份为ID_A的用户User的签名私钥D_A，D_A＝[t₂]P₁；设定第一个临时数t₁＝H₁(ID_A||hid,n)+ks，第二个临时数其中，ks是系统主私钥；n为循环群和的阶；

1.2)用户User从{1,2,…,n-1}选择k个均匀分布的随机数{x₁,x₂,…,x_k}，并计算元组和元组{X₁＝[x₁]D_A,X₂＝[x₂]D_A,…,X_k＝[x_k]D_A}；其中，k≥256；