CN104008322B - 基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法，可有效解决认证二维码发布者的身份，保证二维码发布的真实性问题，包括准码发布者密钥管理、准码生成、准码身份认证和内容识别，方法是，为准码发布者生成密钥，并提供密钥管理和有效性认证服务；对待发布的信息进行数字签名，然后将待发布的信息和签名信息一起按格式编码生成的新的二维码图像并进行发布；读取准码中内容，提取待发布的信息和数字签名，验证签名有效性，若签名有效，则输出待发布的信息和颁发者身份，本发明方法简单，易操作，可有效实现对二维码发布者的追踪、监督和管理，使网络通信的信息安全、准确、可靠，有巨大的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信，特别是一种基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法。
背景技术
随着移动互联网和智能手机的快速普及，二维码逐步融入了大众生活的各个方面。然而，二维码在给我们生活上带来的的各种便捷的同时，利用二维码传播恶意网站、发布手机病毒等不法活动也开始逐渐增多。如何认证二维码发布者的身份并确保其行为的不可抵赖，对二维码的合法应用具有重要意义。
二维码使用与“0”、“1”比特流相对应的几何图形来表示数值信息，然后在二维平面上按一定规律编排这些特定的几何图形得到二维码图像，通过一些图象扫描设备可以实现信息的自动识别、读取和处理。由于二维码可以极大地提高数据采集和信息处理的速度，在现代商业活动中，可实现的应用十分广泛，如：产品防伪/溯源、广告推送、网站链接、数据下载、商品交易、定位/导航、电子凭证、车辆管理、信息传递、名片交流、wifi共享等。但是，目前对二维码的发布者没有进行有效的认证，因此无法让二维码的发布者对其行为承担责任。因此，如何认证二维码发布者的真实性，一直是本领域技术人员希望解决的技术问题，但至今未见有对二维码的发布者进行有效认证的公开报导。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法，可有效解决认证二维码发布者的身份，保证二维码发布的真实性问题。
本发明解决的技术方案是，包括准码发布者密钥管理、准码生成、准码身份认证和内容识别，其中：
准码发布者密钥管理：为准码发布者生成密钥，并提供密钥管理和有效性认证服务；
准码生成：对待发布的信息进行数字签名，然后将待发布的信息和签名信息一起按格式编码生成的新的二维码图像并进行发布；
准码身份认证和内容识别：方法是，读取准码中内容，提取待发布的信息和数字签名，验证签名有效性，若签名有效，则输出待发布的信息和颁发者身份。
本发明方法简单，易操作，可有效实现对二维码发布者的追踪、监督和管理，使二维码发布者对其发布的信息负有法律责任，是二维码发布技术上的一大创新，使网络通信的信息安全、准确、可靠，有巨大的经济和社会效益。
具体实施方式
以下结合具体情况，对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明在具体实施中，包括：准码发布者密钥管理、准码生成、准码认证和内容识别，具体方法是：
(1)、准码发布者密钥管理(模块)：准码发布者从证书认证中心获取用于签名的公钥证书和签名私钥，准码发布者密钥管理遵循PKI(Pubic Key Infrastructure)规范，由证书认证中心(Certificate Authority中心，权威的、可信赖的、公正的第三方机构)颁发公钥证书来实现准码发布者身份Id和对应公钥pk的绑定，签名私钥以USB Key方式由准码发布者妥善保管；
(2)、准码生成(模块)：输入待发布的消息m，输出准码c，将嵌入二维码发布者可靠数字签名的二维码称为准码，方法是：
a、利用发布者私钥sk对待发布的消息m签名：δ＝Sign(m,sk)；
b、将发布者身份Id、待发布的消息m和签名δ按16字节Identifier(身份)、1字节Type(类型)、64/128字节Signature(签名字段)和可变长Message(信息字段)格式编码得到准码内容z，如下表：
| 16字节 | 1字节 | 64/128字节 | 可变长 |
| Identifier | Type | Signature | Message |
Identifier：身份，用于标识发布者身份Id；
Type：类型，用于标识签名算法类型，分两种类型，一类为Type＝1表示签名算法采用RSA算法；另一类为Type＝2，表示签名算法采用国家标准SM2；
Signature：签名字段，内容为发布者对消息m的签名，根据类型签名字段取值不同，长度为64字节或128字节；
Message：消息字段，长度可变，内容为待发布的消息m；
c、将准码内容z按二维码编码算法Z_Code编码生成准码图形c；
(3)、准码认证和内容识别(模块)：输入准码图形c，当准码来源可靠，则输出准码中待发布的消息m，否则判定准码来源不可靠并，并终止，方法是：
a、对准码图像c执行二维码解码算法Z_DeCode，得到准码内容z，提取发布者身份Id、待发布的消息m和数字签名δ：
b、获取发布者身份Id对应的合法有效的准码发布者数字证书，提取对应公钥pk；
c、利用公钥pk验证数字签名δ的有效性，若验证待发布的消息m、公钥pk、数字签名δ【Verif(m,pk,δ)】的输出为“真”，确认准码来源可靠并输出待发布的消息m；否则，准码来源不可靠并终止，从而实现对数字签名的二维码发布者身份认证。
所述的二维码编码算法、二维码解码算法可以是任意一种成熟(公知)的二维码编码算法、二维码解码算法。
所述的准码c，是对原二维码承载的信息进行数字签名，然后将原二维码信息和签名信息一起按步骤(2)格式编码生成的新的二维码图像，数字签名又称电子签名，它是附加在电子信息上的一些数据，该数据与原始电子消息紧密相关，是消息持有人或消息发送方对原始电子消息进行密码签名变换的结果，电子签名同时符合下列条件的，视为可靠的电子签名：(1)电子签名制作数据用于电子签名时，属于电子签名人专有；(2)签署时电子签名制作数据仅由电子签名人控制；(3)签署后对电子签名的任何改动能够被发现；(4)签署后对数据电文内容和形式的任何改动能够被发现，根据《中华人民共和国电子签名法》，可靠电子签名将与传统手写签名和盖章同等的法律效力，由于可靠数字签名具有法律效力，因此准码中嵌入的数字签名可以有效的认证发布者的身份，并让发布者对其行为承担法律责任。
所述的步骤(2)的准码生成和步骤(3)的验证数字签名均采用非对称公钥密码系统，系统中每个用户有两个密钥，即公钥pk和私钥sk，公钥pk是公开的，而私钥sk是由用户自己持有并且必须妥善保管和注意保密，对待发布的消息m，用户可利用签名算法Sign生成对应数字签名，该算法输入待发布的消息m和签名私钥sk，输出数字签名δ，任何人都可以利用验证算法Verify来验证某用户签名的有效性，该算法输入为待发布的消息m，用户公钥pk和数字签名δ，输出为“真”或“假”(其中输出为“真”时签名为有效，即δ是以公钥pk所对应私钥sk对待发布的消息m的签名)，令发布者身份Id表示准码发布者身份，公开密钥为pk，签名私钥为sk。
本发明属信息安全领域，提出了一种基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法，是针对目前二维码应用中存在的二维码来源不明、二维码应用安全性没有保证等问题，通过在二维码中嵌入二维码发布者的可靠数字签名，实现对二维码发布者的身份认证和行为的不可否认。
由上述可以清楚的看出，本发明是一种有效确认二维码发布者身份的方案，可用于因特网上对二维码发布者的追踪和监管。并经在因特网上多次反复试用，取得了良好的有益技术效果，下面以二维码支付业务为例说明本专利申请的应用情况：
二维码支付业务结合了二维码技术和移动支付技术，消费者使用移动银行的APP客户端直接拍摄扫描二维码，取得并确认支付信息，输入所绑定银行卡支付密码后，即可完成支付，然而，目前有人利用发布二维码传播恶意链接、盗取用户信息甚至用户资金的事件时有发生，以致中国人民银行支付结算司在今年3月紧急下发了关于叫停二维码支付业务的通知。二维码支付业务之所以被叫停，主要是支付安全方面的考虑，根本原因是目前对二维码发布者身份没有有效的认证措施，难以做到对二维码发布者的追踪、监督和管理，因此有人发布恶意二维码有恃无恐。针对上述情况，本发明有效解决了这一问题，因采用本发明方法，在准码中含有发布者的可靠数字签名，故准码的发布具有不可伪造性和不可否认性，从而可根据准码中的签名实现对发布者的认证和追踪，根据《中华人民共和国电子签名法》，可靠电子签名将与传统手写签名和盖章同等的法律效力，因此二维码发布者对其发布的内容负有法律责任，以3-6月，在因特网(移动互联网)、智能手机上使用，有效防止了多次虚假二维码的发布，避免由此所产生的商务纠纷，包括经济纠纷和经济损失，以及经济犯罪，有很强的实用性，是二维码技术安全、可靠使用上的一大创新，经济和社会效益巨大。
Claims (4)
1.一种基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法，其特征在于，包括：准码发布者密钥管理、准码生成、准码认证和内容识别，具体方法是：
(1)、准码发布者密钥管理：准码发布者从证书认证中心获取用于签名的公钥证书和签名私钥，准码发布者密钥管理遵循PKI规范，由证书认证中心颁发公钥证书来实现准码发布者身份Id和对应公钥pk的绑定，签名私钥以USB Key方式由准码发布者妥善保管；
(2)、准码生成：输入待发布的消息m，输出准码c，将嵌入二维码发布者可靠数字签名的二维码称为准码，方法是：
a、利用发布者私钥sk对待发布的消息m签名：δ＝Sign(m,sk)；
b、将发布者身份Id、待发布的消息m和签名δ按16字节Identifier、1字节Type、64/128字节Signature和可变长Message格式编码得到准码内容z：
Identifier：身份，用于标识发布者身份Id；
Type：类型，用于标识签名算法类型，分两种类型，一类为Type＝1表示签名算法采用RSA算法；另一类为Type＝2，表示签名算法采用国家标准SM2；
Signature：签名字段，内容为发布者对消息m的签名，根据类型签名字段取值不同，长度为64字节或128字节；
Message：消息字段，长度可变，内容为待发布的消息m；
c、将准码内容z按二维码编码算法Z_Code编码生成准码图形c；
(3)、准码认证和内容识别：输入准码图形c，当准码来源可靠，则输出准码中待发布的消息m，否则判定准码来源不可靠，并终止，方法是：
a、对准码图像c执行二维码解码算法Z_DeCode，得到准码内容z，提取发布者身份Id、待发布的消息m和数字签名δ：
b、获取发布者身份Id对应的合法有效的准码发布者数字证书，提取对应公钥pk；
c、利用公钥pk验证数字签名δ的有效性，若验证待发布的消息m、公钥pk、数字签名δ的输出为“真”，确认准码来源可靠并输出待发布的消息m；否则，准码来源不可靠并终止，从而实现对数字签名的二维码发布者身份认证。
2.根据权利要求1所述的基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法，其特征在于，所述的二维码编码算法、二维码解码算法可以是任意一种二维码编码算法、二维码解码算法。
3.根据权利要求1所述的基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法，其特征在于，所述的准码c，是对原二维码承载的信息进行数字签名，然后将原二维码信息和签名信息一起按权利要求1中(2)格式编码生成的新的二维码图像，数字签名又称电子签名，它是附加在电子信息上的一些数据，该数据与原始电子消息紧密相关，是消息持有人或消息发送方对原始电子消息进行密码签名变换的结果，电子签名同时符合下列条件的，视为可靠的电子签名：(1)电子签名制作数据用于电子签名时，属于电子签名人专有；(2)签署时电子签名制作数据仅由电子签名人控制；(3)签署后对电子签名的任何改动能够被发现；(4)签署后对数据电文内容和形式的任何改动能够被发现，根据《中华人民共和国电子签名法》，可靠电子签名将与传统手写签名和盖章同等的法律效力，由于可靠数字签名具有法律效力，因此准码中嵌入的数字签名可以有效的认证发布者的身份，并让发布者对其行为承担法律责任。
4.根据权利要求1所述的基于可靠数字签名的二维码发布者身份认证方法，其特征在于，所述的(2)、准码生成和(3)、准码认证和内容识别，验证数字签名均采用非对称公钥密码系统，系统中每个用户有两个密钥，即公钥pk和私钥sk，公钥pk是公开的，而私钥sk是由用户自己持有并且必须妥善保管和注意保密，对待发布的消息m，用户可利用签名算法Sign生成对应数字签名，该算法输入待发布的消息m和签名私钥sk，输出数字签名δ，任何人都可以利用验证算法Verify来验证某用户签名的有效性，该算法输入为待发布的消息m，用户公钥pk和数字签名δ，输出为“真”或“假”，其中输出为“真”时签名为有效，即δ是以公钥pk所对应私钥sk对待发布的消息m的签名，令发布者身份Id表示准码发布者身份，公开密钥为pk，签名私钥为sk。
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