CN101997688A - 一种匿名实体鉴别方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明一种匿名实体鉴别方法，包括以下步骤：实体B发送RB及IGB；实体A向可信第三方TP发送RB、R’A、IGA及IGB；可信第三方TP根据IGA和IGB检查群组GA和群组GB的合法性；可信第三方TP向实体A返回ResGA、ResGB及权标TokenTA或者返回ResGA、ResGB、TokenTA1及TokenTA2；实体A向实体B发送TokenAB和IGA，实体B进行验证；实体B向实体A发送TokenBA，实体A进行验证。本发明中，鉴别实体自己的身份信息则不需要传递给对端，从而实现了匿名实体鉴别。另外，本发明还涉及另一种匿名实体鉴别系统。

Description

一种匿名实体鉴别方法及系统
技术领域
本发明涉及一种实体鉴别方法，尤其是一种匿名实体双向鉴别方法及系统。
背景技术
目前，采用非对称密码技术的实体鉴别方法，包括有在线可信第三方参以及没有可信第三方参与的两种情况，通过实体鉴别可以完成对被鉴别实体身份合法性的确认，同时鉴别者还能够获得被鉴别实体的身份信息，而在现实生活中，却存在被鉴别实体不希望自己的身份信息被公开的情况。例如，当人们对一些敏感事件进行表决时，如对人事任命决议进行投票、进行电子竟拍等，则希望实现匿名投票表决，即在完成对自己的表决意见进行签名的同时，又不希望暴露自己的身份。这样，就需要一种即可完成对实体的身份进行鉴别、又能够保护被鉴别实体身份信息不被暴露的匿名实体鉴别方法。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，提出一种匿名实体鉴别方法及系统。
一种匿名实体鉴别方法，包括以下步骤：
1)实体B发送消息1到实体A，消息1包括实体B产生的随机数RB及群组GB的标识IGB；其中，实体B处在群组GB中；
2)实体A收到消息1后，向可信第三方TP发送消息2，消息2包括RB、实体A产生的随机数R’A、群组GA的标识IGA及群组GB的标识IGB；其中，实体A处在群组GA中；
3)可信第三方TP收到消息2后，根据身份标识IGA和IGB检查群组GA和群组GB的合法性；
4)可信第三方TP检查完群组GA和群组GB的合法性后，向实体A返回消息3，消息3包括群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA或者包括群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA1和TokenTA2；其中，TokenTA含有可信第三方TP对包括R’A、RB、ResGB及ResGA在内的消息的签名，TokenTA1含有可信第三方TP对包括R’A及ResGB在内的消息的签名，TokenTA2含有可信第三方TP对包括RB及ResGA在内的消息的签名；
5)实体A收到消息3后，向实体B发送消息4，消息4包括权标TokenAB和群组标识IGA；其中，TokenAB中含有RA、R’A、ResGB、ResGA、TokenTA以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、ResGB、ResGA和TokenTA在内的消息的签名，或者TokenAB中含有RA、ResGA、TokenTA2以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、TokenTA2在内的消息的签名；
6)实体B收到消息4后，对消息4进行验证，验证过程包括
6.1)实体B验证包含在TokenAB中的TokenTA或TokenTA2中可信第三方TP的签名，并检查消息1中实体B产生的随机数RB与包含在TokenTA或TokenTA2中可信第三方TP的签名中的随机数RB是否相符，若验证通过则执行步骤6.2)；
6.2)实体B得到群组GA的验证结果ResGA，若根据ResGA判断群组GA合法有效，则执行步骤6.3)，否则实体B完成对实体A的鉴别；
6.3)实体B获取群组GA的公钥，验证TokenAB中群组GA的签名，并检查群组GB的区分符与包含在TokenAB中实体A的签名中的群组区分符GB是否一致，校验消息1中实体B产生的随机数RB与包含在TokenAB中实体A的签名中的随机数RB是否一致，若验证通过，则实体B完成对实体A的鉴别，执行步骤7)；
7)实体B向实体A发送消息5，消息5包括权标TokenBA，TokenBA含有实体B对包括GB、RB、GA及RA在内的消息的签名；
8)实体A收到消息5后，对消息5进行验证，验证过程包括
8.1)实体A验证消息3中TokenTA或TokenTA1中可信第三方TP的签名，并检查消息2中实体A产生的随机数R’A与包含在TokenTA或TokenTA1中可信第三方TP的签名数据中的随机数R’A是否相符，若验证通过则执行步骤8.2)；
8.2)实体A得到群组GB的验证结果ResGB，若根据ResGB判断群组GB合法有效，则执行步骤8.3)，否则实体A完成对实体B的鉴别；
8.3)实体A获得群组GB的公钥，验证权标TokenBA中实体B的签名，并检查群组GA的区分符与包含在TokenBA中实体B的签名中的群组区分符(GA)是否一致，校验消息4中实体A产生的随机数RA与包含在TokenBA中实体B的签名中的随机数RA是否一致，若验证通过，则实体A完成对实体B的鉴别。
一种匿名实体鉴别系统，包括实体A、实体B及可信第三方TP，其特征在于：所述匿名实体鉴别系统还包括群组GB，实体B处在群组GB中；实体B发送实体B产生的随机数RB及群组GB的标识IGB；实体A向可信第三方TP发送RB、实体A产生的随机数R’A、群组GA的标识IGA及群组GB的标识IGB；可信第三方TP向实体A发送群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA或者发送群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA1和TokenTA2，TokenTA含有可信第三方TP对包括R’A、RB、ResGB及ResGA在内的消息的签名，TokenTA1含有可信第三方TP对包括R’A及ResGB在内的消息的签名，TokenTA2含有可信第三方TP对包括RB及ResGA在内的消息的签名；实体A向实体B发送权标TokenAB和群组标识IGA，TokenAB中含有RA、R’A、ResGB、ResGA、TokenTA以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、ResGB、ResGA和TokenTA在内的消息的签名，或者TokenAB中含有RA、ResGA、TokenTA2以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、TokenTA2在内的消息的签名；实体B向实体A发送权标TokenBA，TokenBA含有实体B对包括GB、RB、GA及RA在内的消息的签名。
本发明中，鉴别实体不需要将自己的身份信息发送给对端或可信第三方，只需将其所在群组的身份信息发送给对端和可信第三方进行验证，验证结果将传递给所需的对端。对端实体通过可信第三方对鉴别实体所在群组的验证结果即可完成对鉴别实体签名的验证，从而完成对鉴别实体身份的鉴别。整个鉴别过程中，鉴别实体的身份信息无需公开和传送给对端，从而避免鉴别实体的身份信息被暴露。本发明相比传统实体鉴别机制，定义了能够保护鉴别实体身份信息的匿名实体鉴别机制。
附图说明
图1为本发明匿名实体鉴别系统较佳实施方式的示意图。
具体实施方式
本发明的方法涉及的实体包括鉴别实体A和B，群组GA和GB，以及一个可信第三方TP(Trusted third Party)。实体A和B分别处在群组GA和GB当中，是各自所处群组的成员。可信第三方TP为鉴别实体A和B以及群组GA和GB的可信第三方，为实体提供鉴别服务。在鉴别之前，实体A和B各自拥有自己的私钥，群组GA和GB各自拥有自己的群组公钥，实体A和B利用自己私钥产生的签名可用其各自所处群组的公钥加以验证。
为方便起见，定义如下符号：
ValidGX表示证书CertGX(X代表A或B，A指实体A，B指实体B，下同)的有效性；PublicKeyGX为群组GX的公钥；IGX为群组GX的身份标识，可以为证书CertGX或者群组的区分符GX；ResGX表示群组GX的验证结果，由证书CertGX及其有效性ValidGX组成或者由群组GX及其公钥PublicKeyGX组成；Token为权标字段；sSY(M)为Y对消息M的签名(Y代表A或B或T，T指可信第三方TP，下同)；Text为可选文本。
参见图1，实体A和实体B之间的匿名鉴别具体流程如下：
1)实体B发送消息1到实体A，消息1包括实体B产生的随机数RB、群组GB的标识IGB及可选文本Text1。
2)实体A收到消息1后，向可信第三方TP发送消息2，消息2包括RB、实体A产生的随机数R’A、群组GA的标识IGA、群组GB的标识IGB及可选文本Text2。
3)可信第三方TP收到消息2后，根据身份标识IGA和IGB检查群组GA和群组GB的合法性。
可信第三方TP检查群组GA和群组GB的合法性的方式有以下几种具体做法：
在消息2中，如果群组GA的标识IGA为群组GA的区分符GA，则可信第三方TP搜索群组GA的有效公钥PublicKeyGA；如果群组GA的标识IGA为群组GA的证书CertGA，则可信第三方TP检查证书CertGA的有效性ValidGA；如果群组GB的标识IGB为群组GB的区分符GB，则可信第三方TP搜索群组GB的有效公钥PublicKeyGB；如果群组GB的标识IGB为群组GB的证书CertGB，则可信第三方TP检查证书CertGB的有效性ValidGB。
4)可信第三方TP检查完群组GA和群组GB的合法性后，向实体A返回消息3，消息3包括群组验证结果ResGA和ResGB、权标TokenTA及可选文本Text5或者包括群组验证结果ResGA和ResGB、权标TokenTA1和TokenTA2及可选文本Text5。其中，TokenTA中含有可信第三方TP对包括R’A、RB、ResGB及ResGA在内的消息的签名；TokenTA1中含有可信第三方TP对包括R’A及ResGB在内的消息的签名，TokenTA2中含有可信第三方TP对包括RB及ResGA在内的消息的签名。本法明提供TokenTA的一个较佳实施例为TokenTA＝sST(R’A||RB||ResGB||ResGA||Text3)。本法明提供TokenTA1及TokenTA2的一个较佳实施例为TokenTA1＝sST(R’A||ResGB||Text4)，TokenTA2＝sST(RB||ResGA||Text3)。
5)实体A收到消息3后，向实体B发送消息4，消息4包括权标TokenAB和群组标识IGA。其中，TokenAB中含有RA、R’A、ResGB、ResGA、TokenTA以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、ResGB、ResGA和TokenTA在内的消息的签名，本法明提供的一个较佳实施例为TokenAB＝RA||R’A||Text7||ResGB||ResGA||TokenTA||sSA(GA||RA||GB||RB||ResGB||ResGA||TokenTA||Text6)；或者TokenAB中含有RA、ResGA、TokenTA2以及实体A对包括GA、RA、GB、RB和TokenTA2在内的消息的签名，本法明提供的一个较佳实施例为TokenAB＝RA||ResGA||Text7||TokenTA2||sSA(GA||RA||GB||RB||TokenTA2||Text6)。
6)实体B收到消息4后，对消息4进行验证。验证过程如下；
6.1)实体B验证包含在TokenAB中的TokenTA或TokenTA2中可信第三方TP的签名，并检查消息1中实体B产生的随机数RB与包含在TokenTA或TokenTA2中可信第三方TP的签名中的随机数RB是否相符，若验证通过则执行步骤6.2)；
6.2)实体B得到群组GA的验证结果ResGA，若根据ResGA判断群组GA合法有效，则执行步骤6.3)，否则结束鉴别过程或执行步骤7)；
6.3)实体B获取群组GA的公钥，验证TokenAB中群组GA的签名，并检查群组GB的区分符与包含在TokenAB中实体A的签名中的群组区分符(GB)是否一致，校验消息1中实体B产生的随机数RB与包含在TokenAB中实体A的签名中的随机数RB是否一致，若验证通过，则实体B完成对实体A的鉴别，执行步骤7)。
7)实体B向实体A发送消息5，消息5包括权标TokenBA。TokenBA中含有实体B对包括GB、RB、GA及RA在内的消息的签名。本法明提供TokenBA的一个较佳实施例为TokenBA＝Text9||sSB(GB||RB||GA||RA||Text8)。
8)实体A收到消息5后，对消息5进行验证。验证过程如下：
8.1)实体A验证消息3中TokenTA或TokenTA1中可信第三方TP的签名，并检查消息2中实体A产生的随机数R’A与包含在TokenTA或TokenTA1中可信第三方TP的签名数据中的随机数R’A是否相符，若验证通过则执行步骤8.2)；
8.2)实体A得到群组GB的验证结果ResGB，若根据ResGB判断群组GB合法有效，则执行步骤8.3)，否则实体A完成对实体B的鉴别；
8.3)实体A获得群组GB的公钥，验证权标TokenBA中实体B的签名，并检查群组GA的区分符与包含在TokenBA中实体B的签名中的群组区分符(GA)是否一致，校验消息4中实体A产生的随机数RA与包含在TokenBA中实体B的签名中的随机数RA是否一致，若验证通过，则实体A完成对实体B的鉴别。
其中，步骤4)中当消息3包括验证结果ResGA和ResGB、权标TokenTA及可选文本Text5时，上述步骤8.1)可提前至上述步骤5)中执行，即实体A收到消息3后，先执行步骤8.1)，验证通过后再向实体B发送消息4。
随机数RA、R’A及RB可使用时间标记或顺序号代替。
通过上述的实体A和实体B之间的匿名双向鉴别过程，可以实现两实体间的双向身份合法性鉴别，并保护两实体身份信息不被暴露。
以上实施例中所出现的可选文本Text1、Text2、Text3……的存在性和内容均是不确定的，其意义主要是考虑到实施者可以根据其具体需求自行定义可选文本内容以达到扩展的目的，因而，在其他实施例中，可选文本均可省去。

Claims (11)

1.一种匿名实体鉴别方法，包括以下步骤：
1)实体B发送消息1到实体A，消息1包括实体B产生的随机数RB及群组GB的标识IGB；其中，实体B处在群组GB中；
2)实体A收到消息1后，向可信第三方TP发送消息2，消息2包括RB、实体A产生的随机数R’A、群组GA的标识IGA及群组GB的标识IGB；其中，实体A处在群组GA中；
3)可信第三方TP收到消息2后，根据身份标识IGA和IGB检查群组GA和群组GB的合法性；
4)可信第三方TP检查完群组GA和群组GB的合法性后，向实体A返回消息3，消息3包括群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA或者包括群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA1和TokenTA2；其中，TokenTA含有可信第三方TP对包括R’A、RB、ResGB及ResGA在内的消息的签名，TokenTA1含有可信第三方TP对包括R’A及ResGB在内的消息的签名，TokenTA2含有可信第三方TP对包括RB及ResGA在内的消息的签名；
5)实体A收到消息3后，向实体B发送消息4，消息4包括权标TokenAB和群组标识IGA；其中，TokenAB中含有RA、R’A、ResGB、ResGA、TokenTA以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、ResGB、ResGA和TokenTA在内的消息的签名，或者含有RA、ResGA、TokenTA2以及实体A对包括GA、RA、GB、RB和TokenTA2在内的消息的签名，；
6)实体B收到消息4后，对消息4进行验证，验证过程包括
6.1)实体B验证包含在TokenAB中的TokenTA或TokenTA2中可信第三方TP的签名，并检查消息1中实体B产生的随机数RB与包含在TokenTA或TokenTA2中可信第三方TP的签名中的随机数RB是否相符，若验证通过则执行步骤6.2)；
6.2)实体B得到群组GA的验证结果ResGA，若根据ResGA判断群组GA合法有效，则执行步骤6.3)，否则结束鉴别过程或执行步骤7)；
6.3)实体B获取群组GA的公钥，验证TokenAB中群组GA的签名，并检查群组GB的区分符与包含在TokenAB中实体A的签名中的群组区分符GB是否一致，校验消息1中实体B产生的随机数RB与包含在TokenAB中实体A的签名中的随机数RB是否一致，若验证通过，则实体B完成对实体A的鉴别，执行步骤7)；
7)实体B向实体A发送消息5，消息5包括权标TokenBA，TokenBA含有实体B对包括GB、RB、GA及RA在内的消息的签名；
8)实体A收到消息5后，对消息5进行验证，验证过程包括
8.1)实体A验证消息3中TokenTA或TokenTA1中可信第三方TP的签名，并检查消息2中实体A产生的随机数R’A与包含在TokenTA或TokenTA1中可信第三方TP的签名中的随机数R’A是否相符，若验证通过则执行步骤8.2)；
8.2)实体A得到群组GB的验证结果ResGB，若根据ResGB判断群组GB合法有效，则执行步骤8.3)，否则实体A完成对实体B的鉴别；
8.3)实体A获得群组GB的公钥，验证权标TokenBA中实体B的签名，并检查群组GA的区分符与包含在TokenBA中实体B的签名中的群组区分符(GA)是否一致，校验消息4中实体A产生的随机数RA与包含在TokenBA中实体B的签名中的随机数RA是否一致，若验证通过，则实体A完成对实体B的鉴别。
2.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：步骤3)中，可信第三方TP检查群组GA和群组GB的合法性的具体做法包括
在消息2中，如果群组GA的标识IGA为群组GA的区分符GA，则可信第三方TP搜索群组GA的有效公钥PublicKeyGA；如果群组GA的标识IGA为群组GA的证书CertGA，则可信第三方TP检查证书CertGA的有效性ValidGA；如果群组GB的标识IGB为群组GB的区分符GB，则可信第三方TP搜索群组GB的有效公钥PublicKeyGB；如果群组GB的标识IGB为群组GB的证书CertGB，则可信第三方TP检查证书CertGB的有效性ValidGB。
3.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：TokenTA＝sST(R’A||RB||ResGB||ResGA||Text3)，其中，Text3为可选文本，sST为可信第三方TP的签名。
4.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：TokenTA1＝sST(R’A||ResGB||Text4)，TokenTA2＝sST(RB||ResGA||Text3)，其中，Text3为可选文本，sST为可信第三方TP的签名。
5.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：TokenAB＝RA||R’A||Text7||ResGB||ResGA||TokenTA||sSA(GA||RA||GB||RB||ResGB||ResGA||TokenTA||Text6)，其中，Text6、Text7为可选文本，sSA为实体A的签名。
6.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：TokenAB＝RA||ResGA||Text7||TokenTA2||sSA(GA||RA||GB||RB||TokenTA2||Text6)，其中，Text6、Text7为可选文本，sSA为实体A的签名。
7.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：TokenBA＝Text9||sSB(GB||RB||GA||RA||Text8)，其中，Text8、Text9为可选文本，sSB为实体B的签名。
8.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：消息1、消息2和消息3还分别包括可选文本。
9.根据权利要求1所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：随机数RA、R’A及RB由时间标记或顺序号代替。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的匿名实体鉴别方法，其特征在于：步骤4)中，当消息3包括群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA时，所述步骤8.1)提前至上述步骤5)中执行，实体A收到消息3后，先执行步骤8.1)，验证通过后再向实体B发送消息4。
11.一种匿名实体鉴别系统，包括实体A、实体B及可信第三方TP，其特征在于：所述匿名实体鉴别系统还包括群组GB，实体B处在群组GB中；实体B发送实体B产生的随机数RB及群组GB的标识IGB；实体A向可信第三方TP发送RB、实体A产生的随机数R’A、群组GA的标识IGA及群组GB的标识IGB；可信第三方TP向实体A发送群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA或者发送群组验证结果ResGA和ResGB及权标TokenTA1和TokenTA2，TokenTA含有可信第三方TP对包括R’A、RB、ResGB及ResGA在内的消息的签名，TokenTA1含有可信第三方TP对包括R’A及ResGB在内的消息的签名，TokenTA2含有可信第三方TP对包括RB及ResGA在内的消息的签名；实体A向实体B发送权标TokenAB和群组标识IGA，TokenAB中含有RA、R’A、ResGB、ResGA、TokenTA以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、ResGB、ResGA和TokenTA在内的消息的签名，或者TokenAB中含有RA、ResGA、TokenTA2以及实体A对包括GA、RA、GB、RB、TokenTA2在内的消息的签名；实体B向实体A发送权标TokenBA，TokenBA含有实体B对包括GB、RB、GA及RA在内的消息的签名。
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