[发明专利]一种采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法

说明书

本发明一种采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法，属于加密通信技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括如下步骤：密钥认证协商阶段：发起方A、响应方B分别选择原始参数，发起方A、响应方B通过非平衡SM2密钥交换算法实现对共享密钥的认证协商；其中非平衡SM2密钥交换算法将一次椭圆曲线标量乘法从发起方A转移到了响应方B，发起方A计算两次标量乘法、响应方B计算四次；信息传输阶段：双方认证成功后，通过协商好的共享加密密钥，进行加密信息传输；收到对方发送的消息后，发起方A、响应方B分别使用共享密钥进行消息解密；本发明应用于通信。

技术领域

本发明一种采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法，属于采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法技术领域。

背景技术

我国向来重视关键技术的发展和应用，国家密码局于2010年发布的公钥加密标准SM2，并于2016年正式成为中国国家密码标准(GB/T 32918-2016)。SM2中包括三个密码算法：签名算法、加密算法和密钥交换算法。密钥交换算法是保护无线通讯安全的重要过程。它可以为两台处于不安全信道的设备协商出共享秘密，从而获得安全的共享密钥。

SM2的密钥交换算法基于椭圆曲线密码学，相比其他公钥密码技术来说能使用较短的密钥长度来达成较高的安全度，但其运算效率较低。所以在应用于无线通讯广泛存在的物联网场景时，很多计算资源有限的设备(如传感器)将花费较长的时间在该算法上。但物联网中更常见的场景是一台计算资源受限的设备与另一台强大算力设备之间进行通讯，比如传感器和服务器、ETC认证双方的车载单元和路边单元。因此，为了降低计算资源受限的设备的计算量，本发明提出了一种采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种采用非平衡SM2密钥交换算法的安全通信方法，用于计算资源受限设备和强大算力设备之间协商密钥并进行认证后实现双方之间的加密通信，其中计算资源受限设备为发起方A，强大算力设备为响应方B，包括如下步骤：

步骤一：密钥认证协商阶段：发起方A、响应方B分别选择原始参数，发起方A、响应方B通过非平衡SM2密钥交换算法实现对共享密钥的认证协商；

其中非平衡SM2密钥交换算法将一次椭圆曲线标量乘法从发起方A转移到了响应方B，发起方A计算两次标量乘法、响应方B计算四次，完成了计算量非平衡的任务；

步骤二：信息传输阶段：双方认证成功后，通过协商好的共享加密密钥，分别生成加密消息，双方通过普通信道传输经过加密后的消息；

收到对方发送的消息后，发起方A、响应方B分别使用共享密钥进行消息解密。

所述发起方A的原始参数包括：椭圆曲线系统参数、Z_A、Z_B、d_A、P_A、P_B；

所述响应方B的原始参数包括：椭圆曲线系统参数、Z_A、Z_B、d_B、P_B、P_A；

其中椭圆曲线系统参数包括F_q、a、b、G，其中F_q是包含q个元素的有限域，a、b是F_q中的元素，它们定义F_q上的一条椭圆曲线E：y²＝x³+ax+b，G是椭圆曲线的一个基点，其阶n为素数；

Z_A是关于发起方A的可辨识标识、部分椭圆曲线系统参数和发起方A公钥的杂凑值；