[发明专利]一种支持双向认证的无证书密钥协商方法

说明书

本发明公开了一种支持双向认证的无证书密钥协商方法，属于信息网络安全领域，在用户注册阶段首先让用户计算自己的第一部分公钥和私钥，然后将公钥和身份信息通过公开信道发送给密钥生成中心KGC。KGC收到后生成用户的第一部分公钥和第一部分私钥，并通过安全信道将其发送给用户。用户收到后验证这第一部分信息是否正确，通过验证后用户在此基础上获得自己的完整公私钥对；在密钥协商阶段，首先需要通信双方分别选取一个秘密值，计算出四个参数以实现相互之间的身份认证，然后计算出两个共享秘密，从而得到一致的共享会话密钥。本发明通过设计双向认证，提高了用户之间密钥协商的安全性；同时减少了参数和共享秘密的计算量，提高了计算效率。

技术领域

本发明涉及信息网络安全领域，更为具体地，涉及一种支持双向认证的无证书密钥协商方法。

背景技术

密钥协商是指两个或多个用户在公共网络环境中通过信息交互建立一个共享会话密钥，参与通信的用户通过共享的会话密钥对通信数据进行加解密，即利用密钥协商构建安全信道以保证网络中的通信安全。而双向认证是指能够实现通信用户之间的身份认证(显式认证或隐式认证)功能，可以有效的抵抗非法攻击。

文献“周彦伟,杨波,张文政.一种改进的无证书两方认证密钥协商协议[J].计算机学报,2017,40(05):1181-1191.”提出了一种高效无证书两方认证密钥协商方法。该方法在用户注册阶段首先让用户计算自己的第一部分公钥和私钥，然后将公钥和身份信息发送给密钥生成中心KGC。密钥生成中心KGC收到后生成用户的另一部分公钥和私钥，并通过安全信道将其发送给用户。用户收到后验证这另一部分信息是否正确，通过验证后用户在此基础上获得自己的完整公私钥对。在密钥协商阶段，首先需要通信双方分别选取两个秘密值，计算出六个参数以实现相互之间的身份认证，然后才能计算出三个共享秘密，从而得到一致的共享会话密钥。该方法存在的不足之处是，该方法在得到会话密钥之前需要计算出六个参数实现身份认证，以及三个共享秘密来生成会话密钥，运算效率较低。

综上所述，上述方法的无证书密钥协商需要计算过多的参数和共享秘密，从而导致计算效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种支持双向认证的无证书密钥协商方法，通过通信双方分别选取一个秘密值，计算出四个参数以实现相互之间的身份认证，然后计算出两个共享秘密，从而得到一致的共享会话密钥。这样使得在会话密钥之前减少了参数，并且降低了共享秘密的计算量，进而提高了计算效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种支持双向认证的无证书密钥协商方法，包括以下步骤：

S1，建立密钥生成中心KGC并完成各类公开参数设置；

S2，用户注册：用户计算自己的第一部分公钥和第一部分私钥，将第一部分公钥、第一部分私钥和身份信息通过安全信道发送至用户，用户收到后验证信息是否正确，通过验证后，用户在此基础上获得自己的完整公私钥对；

S3，密钥协商：通信双方分别选取至少一个秘密值，计算出至少四个参数以实现相互之间的身份认证，然后计算出两个共享秘密，从而得到一致的共享会话密钥。

进一步的，在步骤S1中，所述各类公开参数设置步骤具体包括：

S11，密钥生成中心KGC选择整数k作为安全参数，选择阶为p(p2^k)的加法循环群G_p，P是群G_p的一个生成元，其中p表示密钥生成中心KGC选取的大素数，G_p表示密钥生成中心KGC选取的椭圆曲线E上的加法循环群，E表示密钥生成中心KGC选取的有限域F_p上的安全椭圆曲线，F_p表示密钥生成中心KGC选取的阶为大素数p的有限域；