基于CPK的移动安全传输方案

Ｏ引 言
赏 脱安 全移动办 公， 需要多种信息安全技术进行保障。主要包括以 Ｆ 几方 面 ： ） １需要对接 入内联网的访『进行强 身份 认ｈ ； ｎ 】 Ｅ ２ 需要利 惭码技 术对 网络 Ｉ ） 传输 的办 公业 务信息进行加密保护 ； ） ３ 需要对下载的资料进行加密 ，防止存储 设备 失或者 史
证 ，如果验证成功，服务器将随机数 ｒ ｎ ａ ｄ按位取反得 ｒ ｎ ， ａ
使用当前服务器时间生成时间戳 ｔ ｓａ ｐ Ｓ ｉ ｔｍ ｍｅ ，合成 ｒｎ ａ
—
和
子群 Ｓ中的元素都是 Ｇ的倍数 ｋ ， １ 一 Ｓ中的元素 （ ） Ｇ ＝ ，３ ， ２ 脚， ９
ｔ ｓａ ｐ Ｓ ｉ ｔｍ 得到 Ｍ ，即明文信 息，使用哈希算法进行计算 ， ｍｅ Ｓ
２１年 第 １朗 ＼ ０１ Ｏ
＼
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基 Ｏ Ｋ的 动 全 输 案 于 Ｐ 移安传方
于雍 ，张春 生 ，王寿武 ，蔡 建顺
（第二 炮 兵 装 备 研 究 院 ， 北 京 １（ ８ （） ５） ）０
摘 要 ：文章提 出移动 办公 环 境 的不 确定 性与 多变性 ，导 致移 动 办公 的安 全 问题较 为突 出 ，因此 ，必 须对 移动 办公 中的数 据传 输 、 交换 以及 处 理进 行 强安 全防 护 ，以保 障 整个 办公 过程 的 安全 性 此 外 ，将 组 合 公 钥的 思想 应用 于移 动 办公 ，具有安 全 高效 的特 点
２０ ０ ３年 ，我 困学者南 卡 浩捉Ｈ 了基于组合公钥 （ ｏ ｉｅ ｕ ｌ ｅ ，简称 Ｃ Ｋ 的 Ｉ Ｅ算法。Ｃ Ｋ算 法是 基于标识 的 Ｈ １ Ｃ ｍｂｎ ｄＰ ｂｉ Ｋ ｙ ｃ Ｐ ） Ｂ Ｐ 公 算法 ，尢需 口信任的第 方 线认 证，只需保 留少量共用 参数 ，所 以不需要 数据库在 线 支持就 能通过 简单 计算 获得公 钥 ， ｆ 县 柯运行效率 高、处理能 力大等特 。
—
素， 即 （ Ｙ） Ｓ 公钥矩阵记为 Ｐ Ｋ，其中元 素如图 １ … ∈ ， Ｓ 所示 ：
Ｒ１ １
，
Ｒｌ ２
，
Ｒｌ ＾
在合理范嗣内进人下一步。
４ ）客 户端 对 ｒ ｎ 和 ｔ ｅ ｔｍ 求 摘 要 得 到 ａｄ Ｓ ｉ ｓ ｐ ｍ ａ ） ，
２ｌ
｜２ Ｒ ２
与相对应 的 ｋ构成公 、私钥对，
由 ，，，，） ｂＧ ｎＰ 和公 钥
，，，， 和公 钥 （＇ 公 开， ｂ ｎ Ｇ ｖ － ）
对计算结果使用私钥 Ｓ ８ Ｋ 签名，得 Ｓ ｎ （ Ｍ ）；服务器使 ｉ Ｈ（ Ｓ ） ｇ
用 对Ａ Ｓ ｎ（ （ Ｓ ） ｉ ￣ Ｍ ） 加密， ｇ 得密文 ， 并发给客户端。
算 可得服务器的公钥 Ｐ ，客户端使用 户 对 的需要发送的信
息加 密 ，得 到 密文 Ｃ 。即 ：Ｃ ＝ （ Ｍ＋ ｉ Ｍ） 客户 端 通 ｌ ｉ ＋ Ｓ ｎ（ ） ｇ 。 过 安 全 套接 层 把 Ｃ发 送 给 服务 器 。
种 基 于 有 限 域 离 散 对 数 问题 ， 另一 种 是 基 于 椭 圆 曲线 （ Ｃ ） Ｅ Ｃ
什被非法窃取 ； ）不Ｉ业 务网点之间通过互联网交 换数据，需要对业务网点之 间的通信信道实施加密保护 … ４ — Ｊ 。 臼前，传 统的信息安全解决方 案是 Ｐ １ 公钥基础设施 ）技术 ，采用 Ｃ Ｃ ｒｉｃｔ Ａ ｔｏｉ ）证书对公钥进行管理 。｝于 Ｋ（ Ａ（ ｅｔｉａｅ ｕｈｒ ｙ ｆ ｔ ｛ ＿ Ｉ Ｐ 系统中，汪书库必须随时在线 ，以备用户及时确认通信 双 的身份，且验证环节多，所以 Ｐ 运行效率较低 ，综 合起来有 如 Ｋｌ ＫＩ 卜闪点小 之 处 ： 第一 ，Ｐ 系统Ｉ，ＣＡ认证 Ｉ． 是其核心机构，Ｃ ＫＩ Ｉ ｉ ｛【 １、 Ｊ 、 Ａ认汪中心使用层次化进行管 理，ｃ Ａ认证 中心可下辖多个 子Ｃ Ａ，通常 一 Ｐ Ｉ ・ Ｋ 系统具有多层 Ｃ 个 Ａ，从而实 Ｐ 规模 的扩大，而由于 Ｐ 机构 的扩大 ，认证链增长 ，增加 ｒ ＫＩ ＫＩ 认证 的级数 ， 时也增 力 ｆ 【 安伞隐患， １ 导致信任关 系退化 ； 第二 ， Ｋ 使 用可信第ｊ方 来进 行 认证， ＰＩ 将用户的唯一标 识符和 密钥绑定存 起 ， 为 ｒ 认可信第 方的法律地位，用户需要进行多次 交互，从而增加 ｒ网络通信量 ０ 确 。 １８ ９ ４年，Ｓ ａ ｒ 出 ｒ ｈ ｍｉ提 基丁身份的密码 系统 （ ｔｎｉ — ａｅ ｎ ｒｐｉｎ Ｉ Ｅ） 的概念 ，Ｉ Ｅ系统 Ｈ小需要保存 密钥 Ｈ录， ｈｅ ｔｙ Ｂ ｓｄＥ ｃｙ ｔ ， Ｂ 。 ｔ ｏ Ｂ 不依 赖几信第 ＝ Ｉ ’ 厅的 线认证服务，从 而大大简化 ｌ ｒ 信任建立过 程的认证 过程 ，提高 ｌ 『 系统处理能力。但是 Ｉ Ｅ系统一直没有走 Ｂ 例化 ，血到 ２ ０ ，Ｄ ｎＢ ｎ ｈ等人提 ｌ了第… 个摹于身份 的实用系统 ［，即利用椭 曲线 的双线性 对得到真正意 义 Ｌ的 ０１ ａ ｏ ｅ 叶 Ｊ ５ １ １ Ｅ体制， Ｂ 办法要保 大量川户参数 ，仍需参数库的 支持 。
Ａ ｂｓｒ ｃ ： ｅ ａｔｃｅｐｕｓｆ ｒ ｒ ｕ ｃ ｒａｎ ｙ ａ ｄ ｖ ｒａ ｉｉ ｏ ｉｅ ｏ ｆ ｅ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｌａ ｈｅ ｍｏ ｌ ｔａ ｔ Ｔｈ ｒｉ ｌ ｔ ｏ ｗａ ｄ ｎ ｅ ｉｔ ｎ ａ ｉｂｌｔ ｏｆｍ ｂ ｌ ｆ ｃ ｎ ｉｏｎ ｎ ｅ ｄ ｔ ｂｉ ｔ ｙ ｉ ｅ ｓ ｃ ｒｔ ｒ ｌｍ ｓｍｏ ｅ ｐ ｏ ｉｅ ｔ Ｔｈｅｅ ｏ ｅ ｗｅ ｎ ｅ ｓ ｔｏ ｇ ｓ ｃ ｒｔ ｒ ｔｃｉ ｎ ｉ ｅ ｕ ｉｙ ｐｏｂｅ ｒ ｒ ｍ ｎ ｎ ． ｒ ｆ ｒ ， ｅ ｄ ｕ ｅｓｒ ｎ ｅ ｕ ｉｙ ｐ ｏｅ ｔｏ ｎ ｍｏｂｌ ａａ ｔａ ｓ ｉｓｏｎ ｉｅｄ ｔ ｒ ｎ ｍ ｓｉ ， ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｔ ｒ ｅ ｔｔｅ ｓ ｃ ｒｔ ｆ ｃ ｒ ｃ ｓ ． ｎ ａ ｄｔｏ ｘ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｏ ｐ ｏｔｃ ｈ ｅ ｕ ｉ ｏｆｔ ｏ ｙ ｈｅ ｉ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｉ ｄ ｉｉｎ，ｗｅｐ ｏｐ ｓ ｄ ｕｓｎｇｔ ｅ ｉｅ ｓｏ ｒ ｏ ｅ ｉ ｈ ｄ ａ ｆ ｃ ｍ ｂｎｅ ｕ ｉ ｅ ｎｔ ｂｉ ｆｃ ｗｉｈｔ ｈａａ ｔｒｓｉｓｏｆｓ ｆ ｎ ｆ ｃｅ ｔ ｏ ｉ ｄ ｐ ｂｌ ｋ ｙ ｉ ｈｅｍｏ ｌ ｏｆ ｅ ｃ ｅ ｉ ｔ ｈｅｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ａｅａ ｄ ｅ ｉ ｉｎ ． Ｋｅ ｏ ｄ ：ＣＰＫ：ｍｏｂｌ ｆ ｃ ； ｂｉ ｙ； ｔｏ ｇ ｉｅ ｔｔ ｕｔｅ ｔｃ ｔｏｎ ｙｗ ｒ ｓ ｉ ｏｆ ｅ ｐｕ ｌ ｋｅ ｓｒ ｎ ｄ ｎ ｉ ａ ｈ ｎ ｉａｉ ｅ ｉ ｃ ｙ
主要 研 究 方 向 ：计算 机 网络
６ ０
２ｔ年 第 １期 ０１ Ｏ
２基 于标 识的公钥 系统设计
２１选取椭 圆曲线群 ．
组合公 钥密码 体制 （ Ｐ Ｃ Ｋ）可以通过 两种方 式进行构 建，
一
对 的签名 Ｓｇ Ｍ）作为为客户准备发送的信息 。客户端通 ｉｎ （
过 Ｃ Ｋ公开的公钥矩阵，将服务器 的唯一标识符通过映射，计 Ｐ
关键词 ：（Ｉ Ｋ；移动 办公 ；公 钥 ；强 身份认 证 中图 分类 号 ：Ｔ ３ ３０ 文献 标识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１７ 一 ２（ ０ １ ０ ０ ６— ２ Ｐ ９． ８ ６ １ ｌ２ ２ １ ）１— ０ ０ ０ １
Ｔｈｅ Ｓｅ ｕｒ ｔ ａ ｍ ｉ ｓｏ ｌ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｈ ｃ ｉｙ Ｔｒ ｎｓ ｓ ｉ ｎ Ｓｏ ｕ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ＣＰＫ
离 散对数 问题 。同等 安全性下，椭 圆曲线 （ Ｃ ）密码体 制所 ＥＣ
需 要 的资源明显小于基 于有限域离 散 对数 问题 ，所 以，本 文
２ ）服务器 收到密文 ｃ 后，用所持私钥 Ｓ 行解密，得 Ｉ Ｋ 进 （ ＋Ｓ ｎ （ ）＝ＤＫ（ ＋ ｉ ） ｓ ｃ） ｇ 。根 据客户端 的标 识 符 和 Ｃ Ｋ Ｐ
Ｒ２ ＾
然后使用 同定 的密钥 Ｋ ｙ对 爿（ ｅ
ｌ …
） 加密得到会话 密钥 ＫＳ 。
图 １ 公 钥 矩 阵
即： Ｓ Ｋ ｙ（ Ｍ ）ｏ得到会话密钥 以后，使用会话密钥 Ｋ ＝Ｅ ｅ Ｓ
中采用椭 圆曲线 （ Ｃ Ｅ Ｃ）构建该组合公 钥密码体制。椭圆曲线
各参 数 的选择如下： Ｐ为素数 ， ， 为ｊ次方程的系数 ， （，） ｂ ６
公 钥矩 阵，映射后得到公 钥 Ｐ ，使用该公钥可验证 的签名
Ｓｇ Ｍ）是 否与 明文 一致。如果成功，则通 过签名验证 ， ｉｎ （ 并且确认该信 息来自客户端。服务器对时问戳 ｔ ｓ ｍ ｉ ｔ ｐ进行验 ｍｅ ａ
＋
Ｓｇ ￣麒 Ａ ）。然后使用服务器公 钥 Ｐ 验证签名 Ｓ ｎ（ ｉｎ（ ） Ｋ ｉ ．Ｈ ｇ
（ ） ）和 是 否 匹 配 。 如匹 配 ，则验 证 成 功 ，否 则失 败 。
Ｒ（ ｉ １ １ ｍ，
） 。这些元素都是由 Ｇ生成 的子群 中的元
客户将 被提 示一 个警 告，认 证失 败。通过验 证后 ，客户端得 到 ｒｎ 和 ｔ ｓ ｍ ，将 ｒｎ 按位取反 ，得 ｒ ｎ ｏ且 ａｄ Ｓ ｉ ｔ ｐ Ｓ ｍｅ ａ ａｄ Ｓ ａ 检查时 间戳 ｔ ｓａ ｐ Ｓ ｉ ｔｍ ｍｅ ，通过时间戳 ，判 断此 次会话 时间，
ＹＵ ｎ ． Ｙｏ ｇ ＺＨＡＮＧ ｕ — ｈ ｎ ＡＮＧ ｈ ｕ ＷＵ ＣＡＩ ｉ ｎ ｓ ｕ Ｃｈ ｎ ｓ ｅ ｇ Ｗ Ｓ ｏ — ， ａ —ｈ ｎ Ｊ
（Ｔ ｅ ｅｏ ｄＡ ｔｌ￣ Ｅ ｕ ｍｅ ｔ ｅｅ ｒｈＩｓｉ ｔ， ｒｎ ， ０ ８ ， ｉａ） ｈ ｃ ｎ ｒｉｅ Ｓ ｌ ｑ ｉ ｎ ｓａｃ ｔｕｅＢｅ ｉｇ ｌ ０ ５ Ｃｈｎ ｐ Ｒ ｎ ｔ ０
求 出 ｋ 即离散 对数 ） （ 是为难 题。
２２Ｃ Ｋ 、私 钥 矩 阵 的构 建 ． Ｐ 公
给 定 参 数 （，， ，， ，可构 建公 、私钥 矩 阵。假 设 口ｂＧ ｎＰ） 公 钥矩 阵 为 ｍｘ ｈ矩 阵，矩 阵 中得所 有元 素 （ ｈ个 ）记 为 ｍｘ
３ ）客户 端 收 到 密 文 Ｃ 后 使 用 私 钥 Ｓ ， Ｋ 解 密 得
小 义提…将 甚于 Ｃ Ｋ的认证和公钥加密方案应 用于移动办公中，南 用的私钥生成器统一分发和管理系统的私钥 ． Ｐ ．
●
收 稿 时 间 ： ０ ）— ９ ２ １一１ ０ Ｉ ９
作者简介： 于雍 （１８ ） ９ ２ ，女，江苏，工程师，博士，主要研 究方向 ：计算机 网络 ；张春 生 （ ９ ８ ，男，安徽 ，工程 师，硕士，主要研 究方向 １ ７ 一） 无线通信 ；王 寿武 （ ９ ６ ） １ ６ ，男，北京，高级 工程 师， 本科 ， 主要研 究方向 ：通信与信息系统 ；蔡 建顺 （１ ６ 一） ９ ４ ，男， 河南，高级 工程师， 科 本
为椭 圆曲线群 ，Ｅ （， 中的元 素 Ｇ基点 ，Ｅ （，） ６ ） ａ６的子群 Ｓ为
基点 Ｇ＝ Ｙ 的所有倍 数。假设 ｎ 大素数 ，且为满足 ｒ ０ ） 为 ｉ Ｇ＝ 的最小整 数，则 １为 Ｇ 的阶。选择基点 Ｇ 时。椭网 曲线参 数 ＂ １ 由 ａｂＧ ｎＰ组成 ，记为 ，， ，， ，， ，，） ｂＧｎＰ 。以元素 Ｇ为基点 生成