CN100447762C - 一种真随机密钥生成方法 - Google Patents

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李腊元
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Abstract

本发明涉及一种真随机密钥生成方法，其特点是：在定点设备上安装传感器，传感器实时跟踪测量定点设备的移动情况，利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度各种参量的变化，由传感器输出随机的变化参量，将传感器的模拟量通过模/数转换器转换成数字量，对数字量进行离散采样，获取该定点设备在随机移动时所产生的方位、速度各种参量的离散随机变化情况，然后依据事先预定的随机密钥产生算法，将所述传感器所获取的数据进行组合计算或换算，从而获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的高强度安全密钥。本发明操作简单，经济实用，能够取代现有的各种密钥产生方法，具有很好的实用价值。本发明适用于所有类型的定点输入设备。

Description

一种真随机密钥生成方法
技术领域
本发明属于信息安全领域中安全密钥产生方法，具体地讲是一种真随机密钥生成方法。
背景技术
在信息安全系统中，密钥是合法访问的唯一凭证。在Kerckhoff假设下，一个信息安全系统的安全性取决于该系统所采用的密钥本身，而不是系统或者硬件的安全程度。密码体制可以公开，访问策略可以公布，密码设备可能丢失，但信息安全系统仍然可以继续使用，不受影响。但是，密钥一旦泄漏，则整个安全系统将被破坏：不但合法用户不能访问系统，而且系统中的信息将会被非法用户所窃取。由此可见，安全的密钥对于信息安全系统而言是十分关键和重要的。由Shanlon定理，安全的密钥要求具有尽可能高的熵值。而要取得较高的熵值，则要求所选择的密钥具有高度的随机性和一定的长度，避免可预测性。现代通信网络的高速发展，人们对大批量的安全的密钥的需求越来越高。目前，已经出现了许多各种各样的密钥产生器，用于产生各种密钥。按其密钥产生的工作原理，可以分成以下三类：
①某一随机算法控制的密钥产生方法：这一类密钥产生方法是目前最常见的一类密钥产生方法，它依据某一事先确定的随机算法或者随机数表产生密钥。但是，由于算法自身的特征，任何算法所产生的密钥都是可以被预测的。例如：1999年发现的针对电子支付协议SSL的攻击就是从密钥产生算法，预测出由其产生的可能密钥，进而突破电子支付系统的。因而，这类密钥产生器只能用在安全性要求很低的场合。
②人工方法：这类方法通过掷硬币、扔骰子等随机方式获得密钥，是目前被公认的最安全的密钥产生方法之一。由这类方法产生的密钥具有较高的熵值，高度的随机性，并能够避免可预测性。但是这类方法使用起来非常繁琐。例如：为了利用掷硬币来产生一个商业基本安全标准所需要的1024位长度的密钥，人们需要掷1024次硬币，很不实用。不能适应现代社会对密钥产生量的需求，因此，除了在极少数非常重要的场合，一般不用这种方法来获得安全密钥。
③随机噪声发生检测方法：这类密钥产生方法通过产生、测量自然界的具有高度随机性的噪声信号，以获得所需要的随机密钥，因而需要极其昂贵的随机噪声振荡器、随机信号发生器等硬件设备。因此，这类方法既不方便，也不实用。
综上所述，现有的三类密钥产生方法都存在着各种各样的问题：有的不安全、有的不方便，还有的不实用。所有这些问题都导致高随机性的安全密钥的产生效率极低，密钥的管理难度加大，密钥的更换频率降低，为信息系统的安全带来了巨大的隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过实时跟踪测量定点设备的移动情况，利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度等各种参量的随机变化情况，从而能够获得安全可靠的真随机密钥生成方法。
为了实现上述目的，本发明的特点是：在定点设备上安装传感器，传感器实时跟踪测量定点设备的移动情况，利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度各种参量的变化，由传感器输出随机的变化参量，将传感器的模拟量通过模/数转换器转换成数字量，对数字量进行离散采样，获取该定点设备在随机移动时所产生的方位、速度各种参量的离散随机变化情况，然后依据事先预定的随机密钥产生算法，将所述传感器所获取的数据进行组合计算或换算，从而获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的高强度安全密钥；
上述传感器的数量至少一个；
本发明结合了现有各种密钥产生方法的长处，避免了使用复杂的随机噪声信号发生振荡器，以及手工操作的繁琐过程，能够获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的高强度安全密钥。本发明操作简单、快速，经济实用，能够取代现有的各种密钥产生方法，具有很好的实用价值。本发明适用于所有类型的定点输入设备。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
最简单、最常见的定点设备就是鼠标，首先在鼠标器上安装位移传感器、速度传感器和压力传感器，由用户随机移动鼠标，位移传感器、速度传感器和压力传感器就会输出鼠标器的位移量、速度及指点频率，将各传感器的模拟量通过模/数(A/D)转换器转换成数字量，通过跟踪鼠标器的移动情况，对各传感器输出的数字量进行离散采样，获取该鼠标在随机移动时所产生的方位、速度和指点频率等各种参量的离散随机变化情况，然后依据事先预定的随机密钥产生算法，将上述每个传感器所获取的数据进行组合计算(换算)，从而获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的高强度安全密钥。
本说明书未作详细描述的内容，属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1、一种真随机密钥生成方法，其特征在于：在定点设备上安装传感器，传感器实时跟踪测量定点设备的移动情况，利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度各种参量的变化，由传感器输出随机的变化参量，将传感器的模拟量通过模/数转换器转换成数字量，对数字量进行离散采样，获取该定点设备在随机移动时所产生的方位、速度各种参量的离散随机变化情况，然后依据事先预定的随机密钥产生算法，将所述传感器所获取的数据进行组合计算或换算，从而获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的高强度安全密钥。
2、如权利要求1所述的真随机密钥生成方法，其特征在于：传感器的数量至少一个。
3、如权利要求1或2所述的真随机密钥生成方法，其特征在于：定点设备为鼠标器，在鼠标器上安装位移传感器、速度传感器和压力传感器，随机移动鼠标，位移传感器、速度传感器和压力传感器就会输出鼠标器的位移量、速度及指点频率，将各传感器的模拟量通过模/数转换器转换成数字量，通过跟踪鼠标器的移动情况，对各传感器输出的数字量进行离散采样，获取该鼠标在随机移动时所产生的方位、速度和指点频率各种参量的离散随机变化情况，然后依据事先预定的随机密钥产生算法，将每个传感器所获取的数据进行组合计算或换算，从而获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的高强度安全密钥。
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