CN106027234A - 一种密钥保护方法 - Google Patents

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宋志华
郭刚
房宝龙
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Abstract

一种密钥保护方法，包USB KEY，其特征是：取5个USB KEY用于存放密钥，将待保密文件的秘钥取采用(3，5)门限方式对原始密钥进行分割，分别存到5个USB KEY中，有5个不同人员进行保管；恢复时任意三人即可将原始密钥恢复出来对密文进行解密。本发明的有意效果：解决了靠人脑记密钥或硬盘和U盘记录密钥的弊端，提高了数据加密后密钥管理的安全性和可靠性。

Description

一种密钥保护方法
技术领域
本发明涉及计算机信息安全领域，主要是针对密钥管理中对密钥保存的安全性、可靠性的一种改进，尤其适用于数据信息需要加密备份的情况，具体说是一种基于密钥保护方法。
背景技术
本专利涉及到计算机信息安全领域，当前信息安全领域中密钥的管理基本上都还使用口令方式，口令密码靠人记，或者将密码放到电脑或U盘中，这种方式存在极大风险。由于密码太长不好记，电脑或U盘硬件损坏或是密码忘记，都会造成原来加密的信息丢失。
发明内容
为了解决密码口令靠人记或者写到电脑、U盘中硬件算坏后，密钥丢失，造成信息无法恢复的问题，本发明提供了一种安全度和可靠性高的密钥保护方法。本发明是通过如下技术方案实现的：
一种密钥保护方法，本发明利用USB KEY硬件和(3，5)门限方法进行密钥保护，首先使用者在对数据加密时随机生成一组随机数作为数据加密的口令，使用随机产生的密钥对明文数据进行加密，再采用(3，5)门限算法将加密用的密钥进行分割，产生5份子密钥，最后将5份子密钥分别存放到5个不同的USB KEY中进行保护，并将5个USB KEY分给5个不同人员进行保管，每个人都可以设置自己USB KEY的使用口令，密钥就不会轻易被人获取。数据需要解密的时候采用(3，5)门限算法选择其中任意3个人使用其USB KEY，就可以将原始密钥恢复出来进行解密。
为保证持有USB KEY人身份的合法性与可靠性，所述USB KEY为双因子硬件方式存放密钥，即双因子认证方式，安全度比靠人脑记或者将密码放到某个地方的安全性要高，而且密钥是分散存放，即使获取一个USB KEY，并获取USB KEY的认证口令也无法将原始密钥恢复。本方法由于使用的是(3，5)门限算法，即使其中一个或两个USB KEY损坏也不会影响原始密钥的恢复，因此可靠性增加了，当其中一个或两个USB KEY损坏后可以先将数据恢复出来，重新选择5 个USB KEY进行密钥分割，可以大大降低由于硬件损坏而导致密钥丢失的概率。
为便于加密，所述加密算法选择通用的对称加密算法AES、DES、3DES，国密局制定国密算法SM1和SM4中的任意一种。
为便于使用，所述USB KEY选择握奇或飞天诚信的USB KEY，并利用他们提供的API接口函数编程实现密钥的存放。
本发明的有意效果：解决了靠人脑记密钥或硬盘和U盘记录密钥的弊端，提高了数据加密后密钥管理的安全性和可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1密钥分割流程:
图2密钥恢复流程；
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括5个USB KEY
具体实施方式如下:
加密过程：
随机产生一个随机数作为加密明文的密钥。
使用该密钥对明文数据进行加密，产生密文。
使用(3，5)门限算法对密钥进行分割，分成5份子密钥。
将5份子密钥分别存放到5个USB KEY中，并将5个USB KEY分给5个不同人员保管。
USB KEY保管人员分别设置自己的USB KEY使用口令。
解密过程：
选取任意三个USB KEY管理人员，分别输入自己的USB KEY包括口令，并取出三份子密钥。
使用(3，5)门限算法，将三分子密钥恢复成原始密钥。
使用原始密钥对密文数据进行解密，获得明文数据。
上述加密过程密钥随机产生，可以使用随机数发生器产生没有任何规律的数据串作为密钥。
对明文进行加密：可以选择通用的对称加密算法AES、DES、3DES，或者国密局制定国密算法SM1、SM4算法。USB KEY：可以选择握奇或飞天诚信的USB KEY，并利用他们提供的API接口函数编程实现密钥的存放。密钥的分割和恢复：使用(3，5)门限算法对一组密钥进行分割和恢复。
USB KEY：采用市面上可以买到的飞天或握奇等USB KEY厂家的硬件产品，并利用他们产品提供的API接口函数进行编程实现。
(3，5)门限原理：
(k,n)秘密共享算法将秘密S分为n个子秘密，任意k个子秘密都可以恢复出S，而任意k-1个子秘密无法恢复出S。
分散过程：
假设有秘密S，任取随机数a1,...,ak1。令a0为S，构造多项式
如下多项式：f(x)＝a0+a1x+a2x2+...+ak-1xk-1，其中所有的运算都在有限域F中进行。任取n个数x1,...,xn分别带入多项式得到f(x1),...,f(xn)。
将(x1,f(x1)),...,(xn,f(xn))分别存储在n个USB KEY中。恢复过程：
任取k个服务器上的数据，假设取{x1,y1},...,{xk,yk}，代入并求解多项式系数。
a0+a1x1+...+ak-1x1 k-1＝y1
a0+a1x2+...+ak-1x2 k-1＝y2
……
a0+a1xk+...+ak-1xk k-1＝yk
方程组是k元一次方程组，求出a0即可获得密钥S。
本发明解决了靠人脑记密钥或硬盘和U盘记录密钥的弊端，提高了数据加密后密钥管理的安全性和可靠性。例如财务系统数据库数据进行备份，如果只使用数据库的备份方法，则其他人都可以将备份文件在其他数据库中恢复出来，风险很大。如果对数据使用一些加密软件进行加密，则需要加密口令，如果设置 太短，安全性不高，如果设置太长，很难记住。采用本方法，可以使用一个非常复杂的密钥，分别放到5个USB KEY中，使用者只需要给USB KEY设置一个适当的密钥即可，因为USB KEY本身允许尝试输入密钥的次数是有限的，口令很难被破解；而且密钥分散到5个人手中，必须半数人员到场才能将数据恢复出来，破解可能性很小。恢复时只需要任意三个人到场即可，因此即使一两个人丢失密钥也不影响恢复，提高了可靠性。

Claims (4)

1.一种密钥保护方法，包USB KEY，其特征是：取5个USB KEY用于存放密钥，将待保密文件的秘钥取采用(3，5)门限方式对原始密钥进行分割，分别存到5个USB KEY中，有5个不同人员进行保管；恢复时任意三人即可将原始密钥恢复出来对密文进行解密。
2.根据权利要求1所述的密钥保护方法，其特征是：所述USB KEY为双因子硬件方式存放密钥。
3.根据权利要求1所述的密钥保护方法，其特征是：所述加密算法选择通用的对称加密算法AES、DES、3DES，国密局制定国密算法SM1和SM4中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的密钥保护方法，其特征是：所述USB KEY选择握奇或飞天诚信的USB KEY，并利用他们提供的API接口函数编程实现密钥的存放。
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