[发明专利]一种自有后量子密钥分配方法

摘要

本发明提供了一种自有后量子密钥分配方法，所述方法包括：生成密钥：采用哈希树的方式生成密钥，所述哈希树是通过计算公钥Yj的初始哈希值H(Yi)，然后再继续向上计算上一个节点的哈希值H(Yi‑1)，直到只剩下最后一个节点的哈希值H(Y1)；生成签名：签名者挑选一个密钥对(Xi，Yi)，用一次性签名方案对所述密钥对(Xi，Yi)进行Merkle签名，再把增加额外的信息发送给Merkle，证明Merkle确实是被签名过的所述密钥；签名验证：接收者收到Merkle签名过的数密钥对(Xi，Yi)后，用公钥Yi来验证所述密钥对(Xi，Yi)是否被一次性验证方案签名过。本发明在保障数据的安全性的同时还可减少计算，从而提高效率。 1

主权项

1.一种自有后量子密钥分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101、生成多个密钥：发送端采用哈希树的方式生成多个密钥，当有多个公钥，则所述哈希树首先计算公钥Y_i获取初始节点的初始哈希值，然后再继续向上计算初始节点的第i‑1个节点的哈希值，第i‑1个节点的数值对即为密钥X_i，再继续向上计算第j个节点的哈希值Y_j，第j‑1个节点的数值对即为密钥X_j，直到只剩下最后一个节点的哈希值；若第j个节点的公钥为Y_j，则设定所述密钥X_j和公钥Y_j为密钥对(X_j，Y_j)；

S102、生成签名：签名者随机挑选一个密钥对(X_j，Y_j)，用一次性签名方案对所述密钥对(X_j，Y_j)进行Merkle签名，然后把增加额外的信息发送给Merkle以证明所述密钥对已被签名，密钥对(X_j，Y_j)被Merkle签名后称为签名密钥对；

S103、签名验证：接收者收到签名密钥对后，用公钥Y_j验证所述签名密钥对是否已进行Merkle签名；

所述公钥存储在发送端和接收端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公钥Y_j为哈希树上第j个节点的哈希值，所述哈希树为根据密文深度构造深度为d的二叉树，n＝2d；每个叶子节点对应一个数据密文C_i，且每个非叶子节点的哈希值连接它的两个直接子节点的哈希值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用公钥Y_j验证所述签名密钥对是否已进行Merkle签名，还包括，如果用公钥Y_j验证所述签名密钥对已进行Merkle签名，则接收者计算A₀＝H(Yi)，A₁＝H(A₀|auth₀),A₂＝H(A₁|auth₁)…A_j＝H(A_j‑1|auth_j‑1)…A_i＝H(A_i‑1|auth_i‑1)…如果所有的A_i都与公钥一致，则签名是有效的；所述A₀为哈希树上初始节点的初始哈希值，A₁为哈希树上初始节点上的第二个节点的哈希值，A_j为初始节点上第j+1个节点的哈希值，A_i为初始节点上第i+1个节点的哈希值；所述auth为规则认证，所述auth_i‑1为通过auth对节点i进行规则认证，所述A_i‑1|auth_i‑1为规则认证定义表达式，A_j＝H(A_j‑1|auth_j‑1)为第j‑1个节点的哈希值的计算规则。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Merkle至少包括Merkle可验证数据库，所述Merkle可验证数据库用于验证所述签名密钥对是否已被签名。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Merkle至少包括Merkle云端数据库，所述Merkle云端数据库用于对所述密钥对进行Merkle签名。