[发明专利]基于树结构和非对称密钥池的群组通信方法及系统

权利要求书

1.一种基于树结构和非对称密钥池的群组通信方法，其特征在于，系统内的节点按照权限划分为多个层级，管理员为最高层，每个节点拥有安全芯片，具有抗拆解功能；安全芯片内存有自己的身份信息，包含自己的相关父节点身份信息、所有子节点的身份信息及对应的节点编号，通信中身份信息不公开，仅公开节点编号；节点的安全芯片外的存储器中存储有本层基于树结构的非对称密钥池；

管理员节点具有颁发密钥卡的能力，拥有本群组所有成员的身份信息；管理员安全芯片中存储有最下级的芯片密钥、本层的芯片密钥和管理员公私钥；普通节点的安全芯片中存储有本层的芯片密钥和管理员公钥，同一层的芯片密钥相同。

2.一种基于树结构和非对称密钥池的群组通信方法，其特征在于，实施在如权利要求1所述的一种基于树结构和非对称密钥池的群组通信系统中，每个节点可在安全芯片中基于椭圆曲线算法计算得到其父节点的芯片密钥，还可以根据私钥池和芯片密钥结合其子节点的身份信息计算出子节点的私钥池和公钥池；通信过程包括如下步骤：

发送方使用会话密钥加密消息得到第一密文，使用会话密钥对消息、父节点身份信息、子节点身份信息计算得到第一消息验证码，将第一密文、第一消息认证码连同父节点和子节点的编号以及验证消息组成第二密文一起发生给接收方；

接收方收到第二密文后，使用会话密钥解密验证第一消息认证码，验证通过后使用会话密钥解密第一密文得到消息；

所述发送方为父节点时，接收方为子节点；

所述发送方为子节点时，接收方为父节点；

所述验证消息为时间戳。

3.根据权利要求2所述的一种基于树结构和非对称密钥池的群组通信方法，其特征在于，所述会话密钥的计算包括如下步骤：父节点根据指针函数在自己的私钥池中取出自己的私钥，根据自己的私钥、本层芯片密钥在椭圆曲线上的x坐标和其子节点的身份信息计算得到子节点的私钥，以本层芯片密钥和子节点的私钥计算得到通信密钥，进一步通过消息认证码函数计算得到会话密钥；

子节点通过指针函数在公钥池中取出本节点公钥，结合本层芯片密钥在椭圆曲线上的x坐标计算得到通信密钥，进一步通过消息认证码函数计算得到会话密钥。

4.根据权利要求3所述的一种基于树结构和非对称密钥池的群组通信方法，其特征在于，发生在新增可信成员通信中，其特征在于，管理员根据新增可信成员和节点编号为可信成员分配芯片密钥、身份信息和密钥池，管理员生成用于宣告可信成员合法的合法消息，按如权利要求4所述方法逐级将合法消息发送给该可信成员的可信父节点，可信父节点在身份信息列表中新增可信成员的身份信息。