CN108400870A - 动态双密钥算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动态双密钥算法，其算法包括以下步骤：A、建立基于时钟原理的动态加密算法以及加密要素种子距阵；B、进行系统网络的初始化；C、动态密钥的保密同步过程、密钥提取生成、流媒体数据的加解密；D、客户端接收用户输入的动态口令生成装置的标识信息和第一动态口令，并对第一动态口令采用单向散列算法进行加密。本发明采用基于时钟原理的动态加密算法，从而使每次的密钥都不同，同时每次生成一套动态的算法副钥，副钥和密钥再通过加密处理进一步生成一串18位数字的密钥，并把动态的两个密钥发送给客户端进行开启，由于此密钥只能使用一次，黑客截取后再写入设备，设备会无反映，有效保障了蓝牙锁电路使用的安全性。

Description

动态双密钥算法
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体为动态双密钥算法。
背景技术
蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波），蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。
蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议，一个主设备至多可和同一微微网中的七个从设备通讯，设备之间可通过协议转换角色，从设备也可转换为主设备，所有设备共享主设备的时钟，分组交换基于主设备定义的、以312.5µs为间隔运行的基础时钟，两个时钟周期构成一个625µs的槽，两个时间隙就构成了一个1250µs的缝隙对，在单槽封包的简单情况下，主设备在双数槽发送信息、单数槽接受信息，而从设备则正好相反，封包容量可长达1、3或5个时间隙，但无论是哪种情况，主设备都会从双数槽开始传输，从设备从单数槽开始传输，蓝牙核心规格提供两个或以上的微微网连接以形成分布式网络，让特定的设备在这些微微网中自动、同时地分别扮演主和从的角色。
数据传输可随时在主设备和其他设备之间进行，主设备可选择要访问的从设备，典型的情况是，它可以在设备之间以轮替的方式快速转换，因为是主设备来选择要访问的从设备，理论上从设备就要在接收槽内待命，主设备的负担要比从设备少一些，主设备可以与七个从设备相连接，但是从设备却很难与一个以上的主设备相连。
蓝牙锁电路的原理是：在电路中存在一个密钥，密钥以4位十六进制的数据形式存在，而开锁是APP或是带蓝牙的设备先查询到蓝牙锁电路，然后进行连接，从而取得服务和特征，最终与蓝牙电路建立数据通行通道，由于上述原理的操作全部是公开的，未有任意加密的过程，当黑客了解了通信的协议，特别是截取了密钥，便可通过以上过程轻易打开这个电路进行通行，因此，需要一个可使黑客无法进行使用且不断变化的密钥。
发明内容
本发明的目的在于提供动态双密钥算法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：动态双密钥算法，其算法包括以下步骤：
A、建立基于时钟原理的动态加密算法以及加密要素种子距阵；
B、进行系统网络的初始化；
C、动态密钥的保密同步过程、密钥提取生成、流媒体数据的加解密；
D、客户端接收用户输入的动态口令生成装置的标识信息和第一动态口令，并对第一动态口令采用单向散列算法进行加密；
E、服务端以标识信息为索引，查询与动态口令生成装置对应的动态因子，将其作为当前动态因子以生成第二动态口令，并采用单向散列算法进行加密；
F、服务端验证加密后的第二动态口令与收到的加密后的第一动态口令是否相同；
G、相同，则将动态因子发送给客户端，且客户端每次生成一套动态的算法副钥；
H、副钥和密钥再通过加密进一步生成一串18位数字的密钥，并把动态的两个密钥发送给客户端进行开启。
优选的，所述加密要素种子距阵为：选定基于时钟原理的动态加密算法中的一种加密要素，将其扩展成M组并分成N群，采用VPN芯片中随机数发生器来生成十六进制随机数并写入芯片里。
优选的，所述进行系统网络的初始化为：私钥生成器PKG生成并公开系统参数{q、G1、G2、P、e、P pub、H0、H1、E k、D k}，即公共参数，P pub是PKG公钥，G1和G2是q阶加法循环群和q阶乘法循环群，P是G1的生成元，双线性映射e：G1×G1→G2，散列函数H0：{0,1}*→G1，将任意长度的字符串映射到群G1的元素上，散列函数H1：{0,1}*→{0,1}k，将任意长度的字符串映射到长度为k的字符串上，E k和D k是对称加密和解密函数。
优选的，所述密钥提取生成为：在进入网络后，用户u i 将自己的身份信息ID i公开，其中1≤i≤n，n表示用户数；用户获取PKG的公共参数并保存，使用散列函数H 0计算其公钥Q i＝H 0（ID i）；用户将公钥Q i发送给PKG，PKG使用其私钥计算出该用户的私钥S i＝SQ i，并通过安全信道发送给用户u i；用户u i收到私钥后可通过计算等式e（S i，P）＝e（Q i，P pub）是否成立来验证该私钥的有效性。
优选的，所述步骤F中的判断结果为不同，则服务器判断验证次数是否超过预设的验证次数限定值，若果超出，则提示出错信息，且修改当前动态因子，并根据修改后的动态因子重新生成第二动态口令继续验证。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用基于时钟原理的动态加密算法，从而使每次的密钥都不同，同时每次生成一套动态的算法副钥，副钥和密钥再通过加密处理进一步生成一串18位数字的密钥，并把动态的两个密钥发送给客户端进行开启，由于此密钥只能使用一次，黑客截取后再写入设备，设备会无反映，有效保障了蓝牙锁电路使用的安全性。
附图说明
图1为本发明系统原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，动态双密钥算法，其算法包括以下步骤：
A、建立基于时钟原理的动态加密算法以及加密要素种子距阵；
B、进行系统网络的初始化；
C、动态密钥的保密同步过程、密钥提取生成、流媒体数据的加解密；
D、客户端接收用户输入的动态口令生成装置的标识信息和第一动态口令，并对第一动态口令采用单向散列算法进行加密；
E、服务端以标识信息为索引，查询与动态口令生成装置对应的动态因子，将其作为当前动态因子以生成第二动态口令，并采用单向散列算法进行加密；
F、服务端验证加密后的第二动态口令与收到的加密后的第一动态口令是否相同；
G、相同，则将动态因子发送给客户端，且客户端每次生成一套动态的算法副钥；
H、副钥和密钥再通过加密进一步生成一串18位数字的密钥，并把动态的两个密钥发送给客户端进行开启。
加密要素种子距阵为：选定基于时钟原理的动态加密算法中的一种加密要素，将其扩展成M组并分成N群，采用VPN芯片中随机数发生器来生成十六进制随机数并写入芯片里。
进行系统网络的初始化为：私钥生成器PKG生成并公开系统参数{q、G1、G2、P、e、Ppub、H0、H1、E k、D k}，即公共参数，P pub是PKG公钥，G1和G2是q阶加法循环群和q阶乘法循环群，P是G1的生成元，双线性映射e：G1×G1→G2，散列函数H0：{0,1}*→G1，将任意长度的字符串映射到群G1的元素上，散列函数H1：{0,1}*→{0,1}k，将任意长度的字符串映射到长度为k的字符串上，E k和D k是对称加密和解密函数。
密钥提取生成为：在进入网络后，用户u i 将自己的身份信息ID i公开，其中1≤i≤n，n表示用户数；用户获取PKG的公共参数并保存，使用散列函数H 0计算其公钥Q i＝H 0（ID i）；用户将公钥Q i发送给PKG，PKG使用其私钥计算出该用户的私钥S i＝SQ i，并通过安全信道发送给用户u i；用户u i收到私钥后可通过计算等式e（S i，P）＝e（Q i，P pub）是否成立来验证该私钥的有效性。
步骤F中的判断结果为不同，则服务器判断验证次数是否超过预设的验证次数限定值，若果超出，则提示出错信息，且修改当前动态因子，并根据修改后的动态因子重新生成第二动态口令继续验证。
使用时，采用基于时钟原理的动态加密算法，从而使每次的密钥都不同，同时每次生成一套动态的算法副钥，副钥和密钥再通过加密处理进一步生成一串18位数字的密钥，并把动态的两个密钥发送给客户端进行开启，由于此密钥只能使用一次，黑客截取后再写入设备，设备会无反映，有效保障了蓝牙锁电路使用的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.动态双密钥算法，其特征在于：其算法包括以下步骤：
A、建立基于时钟原理的动态加密算法以及加密要素种子距阵；
B、进行系统网络的初始化；
C、动态密钥的保密同步过程、密钥提取生成、流媒体数据的加解密；
D、客户端接收用户输入的动态口令生成装置的标识信息和第一动态口令，并对第一动态口令采用单向散列算法进行加密；
E、服务端以标识信息为索引，查询与动态口令生成装置对应的动态因子，将其作为当前动态因子以生成第二动态口令，并采用单向散列算法进行加密；
F、服务端验证加密后的第二动态口令与收到的加密后的第一动态口令是否相同；
G、相同，则将动态因子发送给客户端，且客户端每次生成一套动态的算法副钥；
H、副钥和密钥再通过加密进一步生成一串18位数字的密钥，并把动态的两个密钥发送给客户端进行开启。
2.根据权利要求1所述的动态双密钥算法，其特征在于：所述加密要素种子距阵为：选定基于时钟原理的动态加密算法中的一种加密要素，将其扩展成M组并分成N群，采用VPN芯片中随机数发生器来生成十六进制随机数并写入芯片里。
3.根据权利要求1所述的动态双密钥算法，其特征在于：所述进行系统网络的初始化为：私钥生成器PKG生成并公开系统参数{q、G1、G2、P、e、P pub、H0、H1、E k、D k}，即公共参数，P pub是PKG公钥，G1和G2是q阶加法循环群和q阶乘法循环群，P是G1的生成元，双线性映射e：G1×G1→G2，散列函数H0：{0,1}*→G1，将任意长度的字符串映射到群G1的元素上，散列函数H1：{0,1}*→{0,1}k，将任意长度的字符串映射到长度为k的字符串上，E k和D k是对称加密和解密函数。
4.根据权利要求1所述的动态双密钥算法，其特征在于：所述密钥提取生成为：在进入网络后，用户u i 将自己的身份信息ID i公开，其中1≤i≤n，n表示用户数；用户获取PKG的公共参数并保存，使用散列函数H 0计算其公钥Q i＝H 0（ID i）；用户将公钥Q i发送给PKG，PKG使用其私钥计算出该用户的私钥S i＝SQ i，并通过安全信道发送给用户u i；用户u i收到私钥后可通过计算等式e（S i，P）＝e（Q i，P pub）是否成立来验证该私钥的有效性。
5.根据权利要求1所述的动态双密钥算法，其特征在于：所述步骤F中的判断结果为不同，则服务器判断验证次数是否超过预设的验证次数限定值，若果超出，则提示出错信息，且修改当前动态因子，并根据修改后的动态因子重新生成第二动态口令继续验证。
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