[发明专利]基于轻量级Hash映射的手机号保密方案

说明书

本发明公开了一种新颖的、安全性较高的手机号码保密方案。该方案采用轻量级Hash映射的手机号码即使用手机号码的Hash摘要代替原始手机号码在移动通信网络中传递。在以往的移动通信安全研究中，研究者们并没有对移动通信中的监守自盗情况作出重点研究，导致在移动网络通信中，大量用户的手机号码被网络公司内部技术人员或者管理员泄露，号码泄露带来的用户个人信息泄露影响很严重。而本发明在通信过程中采用的保密方案只需要对移动通信网络中用户手机号码作hash映射得到摘要值，并将原始网络中相应的程序和数据库进行修改，利用数据库的分级管理保护用户的手机号码，一定程度上避免了通信网络中出现监守自盗的情况，增强了用户手机号码的安全性。

技术领域

本发明是一种基于轻量级Hash映射的手机号保密方案。方案采用了手机号码的轻量级摘要代替原始手机号码在移动通信网络中传递，避免了手机号码明文存储带来的弊端。同时对SIM卡、HLR(Home Location Register)与VLR(Visitor Location Register)相关数据库进行修改和分级管理，从一定程度上有效地防止了移动通信系统‘监守自盗’的行为。

背景技术

目前关于UMTS系统内部泄露用户通信记录的安全问题尚未引起足够重视，本篇文章是首次提出对通信系统数据库内的手机号码MSISDN(Mobile SubscriberInternational ISDN Number)作保密处理。其中保密应用中需要使用Hash散列函数得出手机号码摘要f(MSISDN)，传统上，散列函数Hash由压缩函数和迭代结构组成[5]，通常具有以下四个属性：

(1)可计算性：给出一个消息M，很容易计算摘要d＝Hash(M)。

(2)单向性：给出摘要d，很难根据d＝Hash(M)计算出信息M。

(3)弱无碰撞：给定任意消息M，找到另一个消息M′使得Hash(M)＝Hash(M′)在计算上是不可行的(“不可行”这个词意味着至少在多项式时间或可容许的次指数时间内无法解决某些问题)；

(4)强无碰撞：找到任意两条信息M和M′，使得Hash(M)＝Hash(M′)在计算上是不可行的。

本发明中选取的散列算法是基于多变量置换难题MPP(MultivariatePermutation Problem)和非范子集积问题ASPP(Anomalous Subset Product Problem)的轻量级非迭代散列算法JUNA，JUNA散列函数不仅具有传统散列算法的四个基本属性，还具有以下两个主要的新颖性：

(1)初始算法基于仅具有指数时间解的MPP难题，它把任意强无碰撞转化为弱无碰撞，使得摘要值能够抵抗生日攻击。

(2)压缩算法基于仅有一个指数时间解的ASPP难题，使得摘要值能够抵抗其他常规攻击，特别是中间相遇攻击。

从安全性上考虑，该初始化算法被证明可以抵抗散列值的生日攻击，输出的摘要目前尚未发现碰撞，而且其压缩算法被证明能够抵抗中间相遇攻击和多块差分攻击。从算法使用效率上来说，JUNA哈希函数相比传统散列函数，在同等安全性情况下的输出长度是传统迭代散列算法的一半，也就是说，对于存储散列算法摘要值的空间会节省一半，这对于本发明中方案的执行效率来说是一项关键因素，因此笔者选择JUNA轻量级散列算法对手机号码保密。

发明内容

本发明的目的在于避免移动通信系统内部技术人员或者管理员对用户的通话号码、通话时间、短信内容等重要信息的‘监守自盗’。通过改变手机号码的明文传递方式以及对SIM卡、HLR与VLR数据库内得相应字段进行修改的方式，进而实现手机号码保密的方案，内容主要包括：

i.对手机号码进行散列运算