CN103684753A - 一种实现终端设备一机一密的方法 - Google Patents

一种实现终端设备一机一密的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103684753A
CN103684753A CN201310640810.9A CN201310640810A CN103684753A CN 103684753 A CN103684753 A CN 103684753A CN 201310640810 A CN201310640810 A CN 201310640810A CN 103684753 A CN103684753 A CN 103684753A
Authority
CN
China
Prior art keywords
key
cipher machine
service end
transmission security
device keys
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310640810.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103684753B (zh
Inventor
黄锦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electronics Technology Network Security Technology Co ltd
Original Assignee
Chengdu Westone Information Industry Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Westone Information Industry Inc filed Critical Chengdu Westone Information Industry Inc
Priority to CN201310640810.9A priority Critical patent/CN103684753B/zh
Publication of CN103684753A publication Critical patent/CN103684753A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103684753B publication Critical patent/CN103684753B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

本发明公开了一种实现终端设备一机一密的方法，可支持多个初始密钥ITMK；任意两台终端设备传输密钥TMK和工作密钥WK均不相同；传输密钥TMK和工作密钥WK都由密码机随机产生并输出密钥密文，密钥使用中，密钥明文不以任何形式输出到密码机外部，极大保障密钥的安全性；传输密钥TMK和工作密钥WK存储在系统数据库中，可满足更新频率较高和终端数量大的需求，同时，结合密码机设备密钥LMK的切换技术，在需要进行多机热备的情况下，使得密钥同步简单易行，在保障安全性的同时，有效减少密码机多机热备下密钥同步带来的极大开销甚至不可操作。

Description

一种实现终端设备一机一密的方法
技术领域
本发明属于信息安全密码技术领域，其涉及一种可实现终端设备一机一密和密钥在线分发的方法。
背景技术
密码技术是信息安全的基础技术，密钥是密码技术安全应用的基础和信息化安全的基础。随着我国信息化产业高速全面发展，作为信息安全基础的密钥，各行业对其也提出了越来越严格的安全要求。
传统的终端设备密钥管理的功能比较弱，通常都是多台终端共享同一密钥，尤其是传输密钥。这种方式下，存在很大的安全隐患，任意一台终端被恶意攻击成功或者密钥泄露，将影响很大范围的其他终端设备。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种实现终端设备一机一密的方法，保障密钥的安全产生、存储、分发和使用，实现传输主密钥和工作密钥的一机一密和在线分发，解决上述提到的安全隐患。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实现终端设备一机一密的方法，包括如下步骤：步骤一、密码机随机产生一个密码机设备密钥的n个分量LMK1-LMKn；
步骤二、将LMK1-LMKn注入到密码机中，密码机根据密钥合成算法计算并保存密码机设备密钥LMK；
步骤三、密码机根据设备密钥LMK和密钥扩展算法计算并保存密码机设备密钥集LMKs；
步骤四、密码机随机产生一个传输密钥的n个分量，并输出密钥分量明文ITMK1-ITMKn；
步骤五、将ITMK1-ITMKn分别注入设备端和密码机中，设备端和密码机根据设定的密钥合成算法计算得到初始密钥ITMK；
步骤六、设备端向服务端申请密钥；
步骤七、服务端查询该设备是否有传输密钥TMK：
如果有，则服务端直接申请工作密钥，然后跳到步骤十一；如果无，则服务端先向密码机申请传输密钥TMK，然后进入步骤八；
步骤八、密码机随机产生传输密钥TMK，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和初始密钥ITMK加密的传输密钥密文CTMK1和CTMK2返回给服务端；
步骤九、服务端保存传输密钥密文CTMK1；
步骤十、服务端将用初始密钥加密的传输密钥密文CTMK2发送给设备端；
步骤十一、服务端向密码机申请不同类型的工作密钥WK1-WKn；
步骤十二、密码机随机产生工作密钥WK1-WKn，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和传输密钥TMK加密的工作密钥密文CWK1和CWK2返回给服务端；
步骤十三、服务端保存密码机设备密钥LMK加密的工作密钥密文CWK1；
步骤十四、服务端将传输密钥加密的工作密钥密文CWK2发送给设备端；
步骤十五、设备端保存收到的下发密钥传输密钥TMK和工作密钥WK。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
1、支持多个初始密钥ITMK，终端设备下发时可根据区域、机构等配置不同的初始密钥。
2、终端设备第一次开机以后，任意两台终端设备传输密钥TMK和工作密钥WK均不相同，任意一台终端设备密钥的泄露不会影响其他设备。
3、传输密钥TMK和工作密钥WK都由密码机随机产生并输出密钥密文，密钥使用中，密钥明文不以任何形式输出到密码机外部，极大保障密钥的安全性。
4、传输密钥TMK和工作密钥WK存储在系统数据库中，可满足更新频率较高和终端数量大的需求，同时，结合密码机设备密钥LMK的切换技术，在需要进行多机热备的情况下，使得密钥同步简单易行，在保障安全性的同时，有效减少密码机多机热备下密钥同步带来的极大开销甚至不可操作。
具体实施方式
一种实现终端设备一机一密的方法，其中硬件系统包括硬件密码机（以下简称密码机）、终端系统设备端（以下简称设备端）和终端系统服务端（以下简称服务端），其中：终端系统设备端与终端系统服务端相连，硬件密码机与终端系统服务端相连。实现终端设备一机一密的方法包括如下步骤如下：
步骤一、密码机随机产生一个密码机设备密钥的n个分量LMK1-LMKn；
步骤二、在密码机中注入LMK1-LMKn，密码机根据密钥合成算法计算并保存密码机设备密钥LMK；
步骤三、密码机根据设备密钥LMK和密钥扩展算法计算并保存密码机设备密钥集LMKs，LMKs中包含多对不同的LMK；
步骤四、密码机随机产生一个传输密钥的n个分量，并输出密钥分量明文ITMK1-ITMKn。密钥分量个数n不限，通常采用1到9个；密钥明文输出方式不限，可采用显示、打印输出等方式。
步骤五、分别在设备端和密码机中注入ITMK1-ITMKn，设备端和密码机根据约定好的密钥合成算法计算得到初始密钥ITMK。密钥合成算法方式不限，可采用异或等方式；
步骤六、设备端向服务端申请密钥；
步骤七、服务端查询该设备是否有传输密钥TMK：
如果有，则服务端直接申请工作密钥，然后跳到步骤十一；如果无，则服务端先向密码机申请传输密钥TMK，然后去步骤八；
步骤八、密码机随机产生传输密钥TMK，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和初始密钥ITMK加密的传输密钥密文CTMK1和CTMK2返回给服务端；
步骤九、服务端保存传输密钥密文CTMK1；
步骤十、服务端将用初始密钥加密的传输密钥密文CTMK2发送给设备端；
步骤十一、服务端向密码机申请不同类型的工作密钥WK1-WKn；
步骤十二、密码机随机产生工作密钥WK1-WKn，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和传输密钥TMK加密的工作密钥密文CWK1和CWK2返回给服务端；
步骤十三、服务端保存密码机设备密钥LMK加密的工作密钥密文CWK1；
步骤十四、服务端将传输密钥加密的工作密钥密文CWK2发送给设备端；
步骤十五、设备端保存收到的下发密钥TMK和WK。
上述步骤中提及的传输密钥TMK可通过终端系统不定期的更新，每次更新，包括下列步骤：
1）服务端向密码机申请新的传输密钥NTMK，并将旧的传输密钥密文CTMK1送入密码机；
2）密码机随机产生新的传输密钥NTMK，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和旧的传输密钥加密的传输密钥密文CNTMK1和CNTMK2返回给服务端；
3）服务端保存传输密钥密文CNTMK1；
4）服务端将用旧的传输密钥加密的传输密钥密文CNTMK2发送给设备端；
5）设备端保存收到的下发密钥NTMK。
上述步骤中提及的密码机设备密钥LMK可不定期更新，包括下列步骤：
1）密码机随机产生一个新的密码机设备密钥的n个分量NLMK1-NLMKn；
2）在密码机中注入新的NLMK1-NLMKn，密码机根据密钥合成算法计算并保存新的密码机设备密钥NLMK；
3）密码机根据设备密钥NLMK和密钥扩展算法计算并保存密码机设备密钥集NLMKs；
4）密码机建立密钥临时存储区，将旧的密码机设备密钥集LMKs移到该区域保存；
5）服务端向密码机申请密钥切换，并将密钥类型、旧的密钥密文和密钥校验值送入密码机；
6）密码机计算新的密钥密文返回服务端；
7）服务端保存下发的密钥。
本发明的工作原理是：使用本发明方法产生的密钥时，服务端向密码机请求安全服务，并将服务类型、密钥密文和运算数据送入密码机；密码机内部解密密钥，并根据服务类型和运算数据进行密码运算，然后返回计算结果给服务端。

Claims (3)

1.一种实现终端设备一机一密的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、密码机随机产生一个密码机设备密钥的n个分量LMK1-LMKn；
步骤二、在密码机中注入LMK1-LMKn，密码机根据密钥合成算法计算并保存密码机设备密钥LMK；
步骤三、密码机根据设备密钥LMK和密钥扩展算法计算并保存密码机设备密钥集LMKs；
步骤四、密码机随机产生一个传输密钥的n个分量，并输出密钥分量明文ITMK1-ITMKn；
步骤五、分别在设备端和密码机中注入ITMK1-ITMKn，，设备端和密码机根据设定的密钥合成算法计算得到初始密钥ITMK；
步骤六、设备端向服务端申请密钥；
步骤七、服务端查询该设备是否有传输密钥TMK：
如果有，则服务端直接申请工作密钥，然后跳到步骤十一；如果无，则服务端先向密码机申请传输密钥TMK，然后进入步骤八；
步骤八、密码机随机产生传输密钥TMK，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和初始密钥ITMK加密的传输密钥密文CTMK1和CTMK2返回给服务端；
步骤九、服务端保存传输密钥密文CTMK1；
步骤十、服务端将用初始密钥加密的传输密钥密文CTMK2发送给设备端；
步骤十一、服务端向密码机申请不同类型的工作密钥WK1-WKn；
步骤十二、密码机随机产生工作密钥WK1-WKn，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和传输密钥TMK加密的工作密钥密文CWK1和CWK2返回给服务端；
步骤十三、服务端保存密码机设备密钥LMK加密的工作密钥密文CWK1；
步骤十四、服务端将传输密钥加密的工作密钥密文CWK2发送给设备端；
步骤十五、设备端保存收到的下发密钥传输密钥TMK和工作密钥WK。
2.根据权利要求1所述的一种实现终端设备一机一密的方法，其特征在于：所述传输密钥TMK的更新方法如下：
1）服务端向密码机申请新的传输密钥NTMK，并将旧的传输密钥密文CTMK1送入密码机；
2）密码机随机产生新的传输密钥NTMK，根据密钥类型从密码机设备密钥集LMKs选取一对LMK，并将用密码机设备密钥LMK和旧的传输密钥加密的传输密钥密文CNTMK1和CNTMK2返回给服务端；
3）服务端保存传输密钥密文CNTMK1；
4）服务端将用旧的传输密钥加密的传输密钥密文CNTMK2发送给设备端；
5）设备端保存收到的下发密钥NTMK。
3.根据权利要求1所述的一种实现终端设备一机一密的方法，其特征在于：所述密码机设备密钥LMK的更新方法如下：
1）密码机随机产生一个新的密码机设备密钥的n个分量NLMK1-NLMKn；
2）在密码机中注入新的NLMK1-NLMKn，密码机根据密钥合成算法计算并保存新的密码机设备密钥NLMK；
3）密码机根据设备密钥NLMK和密钥扩展算法计算并保存密码机设备密钥集NLMKs；
4）密码机建立密钥临时存储区，将旧的密码机设备密钥集LMKs移到该区域保存；
5）服务端向密码机申请密钥切换，并将密钥类型、旧的密钥密文和密钥校验值送入密码机；
6）密码机计算新的密钥密文返回服务端；
7）服务端保存下发的密钥。
CN201310640810.9A 2013-12-04 2013-12-04 一种实现终端设备一机一密的方法 Active CN103684753B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310640810.9A CN103684753B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 一种实现终端设备一机一密的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310640810.9A CN103684753B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 一种实现终端设备一机一密的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103684753A true CN103684753A (zh) 2014-03-26
CN103684753B CN103684753B (zh) 2016-08-17

Family

ID=50321152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310640810.9A Active CN103684753B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 一种实现终端设备一机一密的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103684753B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000322650A (ja) * 1999-05-07 2000-11-24 Toshiba Tec Corp 買上商品管理システム
CN1976280A (zh) * 2006-12-15 2007-06-06 上海格尔软件股份有限公司 基于多级密钥管理体系中的对称密钥传输保护方法
CN101656007A (zh) * 2009-08-14 2010-02-24 通联支付网络服务股份有限公司 一种在pos机上实现一机多密的安全系统及方法
CN101877157A (zh) * 2010-02-09 2010-11-03 北京江南博仁科技有限公司 银行终端安全设备密钥管理系统及方法
CN102542451A (zh) * 2010-12-24 2012-07-04 北大方正集团有限公司 一种电子支付的方法、系统及其装置
CN103051641A (zh) * 2013-01-17 2013-04-17 中国银行股份有限公司 多客户端密钥更新方法和系统及信息安全传输方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000322650A (ja) * 1999-05-07 2000-11-24 Toshiba Tec Corp 買上商品管理システム
CN1976280A (zh) * 2006-12-15 2007-06-06 上海格尔软件股份有限公司 基于多级密钥管理体系中的对称密钥传输保护方法
CN101656007A (zh) * 2009-08-14 2010-02-24 通联支付网络服务股份有限公司 一种在pos机上实现一机多密的安全系统及方法
CN101877157A (zh) * 2010-02-09 2010-11-03 北京江南博仁科技有限公司 银行终端安全设备密钥管理系统及方法
CN102542451A (zh) * 2010-12-24 2012-07-04 北大方正集团有限公司 一种电子支付的方法、系统及其装置
CN103051641A (zh) * 2013-01-17 2013-04-17 中国银行股份有限公司 多客户端密钥更新方法和系统及信息安全传输方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙纲: "终端密钥下装设备研制及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》, 15 November 2009 (2009-11-15) *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103684753B (zh) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109412794B (zh) 一种适应电力业务的量子密钥自动充注方法及系统
CN105210079A (zh) 针对经加密的数据的基于社区的重复删除
CN102710414B (zh) 一种随机化的文档分块加密方法
WO2014139341A8 (zh) 密钥管理方法及系统
CN102291418A (zh) 一种云计算安全架构的实现方法
CN103516702B (zh) 一种对称加密方法和系统以及一种中心服务器
CN110430053B (zh) 一种量子密钥的分发方法、装置及系统
CN104202158A (zh) 一种基于云计算的数据对称和非对称混合加解密方法
CN103580855A (zh) 一种基于共享技术的UsbKey秘钥管理方案
CN109543434A (zh) 区块链信息加密方法、解密方法、存储方法及装置
CN103226670B (zh) 一种以访问控制模型为基础的文档访问控制系统
CN105577386A (zh) 一种双向互动智能电能表的数据加密方法
CN101908962B (zh) 综合化航空电子系统密钥管理方法
CN108111308A (zh) 一种基于动态随机加密的工业互联网通讯加密方法
CN105681253B (zh) 集中式网络中的数据加密传输方法、设备、网关
CN106603224B (zh) 基于白盒加密的安全运行方法及系统
CN103441851B (zh) 一种终端设备接入vpn设备的方法
CN105915345A (zh) 一种家庭网关设备生产测试中授权生产和改制的实现方法
CN103795549B (zh) 通信内容加密解密方法以及基于cs模式的加密管理方法
CN109726584B (zh) 云数据库密钥管理系统
CN103853340A (zh) 一种采用国密sm1加密芯片的触摸键盘及其加密方法
WO2016078382A1 (zh) Hsm加密信息同步实现方法、装置和系统
CN103684753A (zh) 一种实现终端设备一机一密的方法
CN109726583A (zh) 云数据库加密服务器系统
CN101877849A (zh) 无线模块与外部设备之间通讯的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 333, Yunhua Road, Chengdu hi tech Zone, China (Sichuan) pilot Free Trade Zone, Chengdu, Sichuan 610041

Patentee after: China Electronics Technology Network Security Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 333, Yunhua Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan 610041

Patentee before: CHENGDU WESTONE INFORMATION INDUSTRY Inc.

CP03 Change of name, title or address