[发明专利]基于椭圆曲线密码的传感器网络密钥管理方法

摘要

本发明公开一种基于椭圆曲线密码的传感器网络密钥管理方法，其使用了椭圆曲线密码技术，保证了传感器网络的连通性、健壮性以及可延展性；同时对产生的会话密钥进行了衍生得到加密密钥和完整性密钥，使得产生的密钥有功能的划分，更符合通常的技术规范；而且对产生的加密密钥和会话密钥都进行了使用并加入了确认机制，使得整个体制方法更佳完备。

主权项

一种基于椭圆曲线密码的传感器网络密钥管理方法，其特征是包括如下步骤：（1）在全局初始化阶段确定以下参数，即①一个选择好的全局的阶为大素数q的椭圆曲线密码群及其生成元g；②全局的哈希函数H和一个全局的对称加密算法E；③每个节点都预存储一个全局可信任证书中心的公钥PCA；④节点A的公私钥对(xA∈RZq*,yA=xAg),用CertA表示包含节点A公钥的证书，该证书由证书中心颁发；⑤节点B的公私钥对(xB∈RZq*,yB=xBg),用CertB表示包含节点B公钥的证书，该证书由证书中心颁发；上述符号RZq*表示从集合Zq*中随机选取一个数；（2）节点A随机选取一个整数kA∈RZq*，并计算u=kAg；再选择一个随机数RA；然后将消息RA||CertA||u发送给节点B；（3）节点B接收到消息后，首先使用公钥PCA验证CertA并提取节点A的公钥yA；若验证失败，则拒绝通信，协议失败；（4）若验证成功，节点B随机选取一个整数kB∈RZq*，并计算v=kBg，再选择一个随机数RB；然后依次计算KBA2=kByA、KAB2=xBu、v=kBgrB=H(RA||RB||KBA2||KAB2||v)、wB=rB mod q、以及sB=kB+wBxBmod q；（5）节点B将消息RA||RB||CertB||v||SB发送给节点A；（6）节点A接收到消息以后，首先使用公钥PCA验证CertA并提取A的公钥yA；若验证失败，则拒绝通信，协议失败；（7）若验证成功，则节点A比较接收到的RA与先前自己发送的RA是否相同；若不相同，则拒绝通信，协议失败；（8）若相同，则节点A计算KBA1=xAv、KAB1=kAyB、rB=H(RA||RB||KBA1||KAB1||v)、wB=rB mod q、以及v'=sBg‑wByB，然后比较v'=v是否成立；若不成立，则拒绝通信，协议失败；（9）若成立，则节点A将K=KBA1||KAB1作为双方共享的根密钥；然后节点A以K为密钥，将加密消息HMACK(RB||u)发送给节点B；（10）节点B接收到消息后，先使用K’=KBA2||KAB2，并同样计算HMACK'(RB||u)；后比较HMACK'(RB||u)和自己接收到的HMACK(RB||u)两个结果是否相等；若不相等，则拒绝通信，协议失败；（11）若相等，则将K’=KBA2||KAB2作为双方协商共享的根密钥；协议 完成。