CN110119598A - 一种数字证照签发方法、验证方法及其系统 - Google Patents

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李天白
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Abstract

本发明涉及一种数字证照签发方法、验证方法及其系统。本发明的一种数字证照签发方法，包括以下步骤：证照签发机构根据数字证照请求人的证照请求签发数字证照，所述数字证照包括证照的关键信息；所述证照签发机构将数字证照及所述数字证照的公开查询信息发送所述数字证照请求人。其有益效果是：证照签发机构将数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息、及数字证照请求人的公钥发送到公开查询系统，由于数据的HASH是单向不可逆的加密，因此，不但可以标记信息的准确性，而且不透露信息本身。数字证照验证是基于非交互的零知识证明(NIZK)方法，保证了敏感信息不易泄露。

Description

一种数字证照签发方法、验证方法及其系统
技术领域
本发明涉及信息安全领域，特别涉及数字证照签发方法、验证方法及其系统。用于非密码认证场景及关键证照(如身份证)的统一管理需求中。
背景技术
证照如果以纸质形式存在，每个人一生会有上百个证照，难以存放和管理，同时用证单位用证时需要审核大量的纸质证照，工作效率低。现有技术制作的证照不能保证证照真实可信，导致假证泛滥，群众办事重复提交证照，甚至提交奇葩证明来证明其身份或者资格，如果用证单位不小心用了假证会给单位造成损失。
随着网络技术和计算机技术的发展，政府部门或其他颁发证照的部门对颁发的证照进行管理时，逐渐用数字证照取代传统的纸质证照。数字证照是指以数字形式存储于存储介质中，依赖计算机系统阅读、处理并可在网络上传输的证照信息，数字证照具有易存储、易查询等优点。
目前数字证照的认证方式都是基于账号/密码的方式进行变化和改造的，无论是数字证照采用明文还是密文存储，中央服务器的用户信息均容易被攻击而统一大量泄露。
目前数字证照的管理方式由发证部门单一中心化系统存储和管理，证照发放单位、用证单位、持证者既相互独立又相互联系，证照管理分散，各机构之间如民政局与公安局的关键证照系统很难互通互信，证照难以在各参与方流转，证照不能信任传递，跨部门协作难。当系统被攻破，易引发信息篡改、隐私泄漏等问题，中心化机构甚至出现机构内部人员篡改信息的现象。
因此，急需一种安全、便捷的数字证照系统解决此问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全、便捷的数字证照签发方法、验证方法及其系统。
本发明提供的一种数字证照签发方法，其技术方案为：
一种数字证照签发方法，包括以下步骤：
证照签发机构根据数字证照请求人的证照请求签发数字证照，所述数字证照包括证照的关键信息；
所述证照签发机构将数字证照及所述数字证照的公开查询信息发送所述数字证照请求人。
优选地，所述数字证照及所述数字证照的公开查询信息以所述数字证照请求人的公钥加密后发送所述数字证照请求人。
优选地，所述证照签发机构将数字证照及所述数字证照的公开查询信息发送所述数字证照请求人的同时，发送所述证照签发机构的第一私钥签名值。
优选地，所述证照签发机构将所述数字证照的HASH值、所述公开查询信息、所述数字证照请求人的公钥及所述证照签发机构的第二私钥签名值一起发送到公开查询系统。
优选地，所述证照签发机构的第二私钥签名值由所述证照签发机构以其私钥对数字证照的HASH值、公开查询信息、所述数字证照请求人的公钥进行签名获得。
优选地，所述证照签发机构在中心机构进行注册，包括：所述证照签发机构发送注册请求到所述中心机构，所述注册请求包括注册信息、所述证照签发机构的公钥、所述证照签发机构的第三私钥签名值；所述注册信息与所述证照签发机构的公钥进行绑定存储在所述中心机构。
优选地，所述证照签发机构与数字证照请求人的公钥与私钥分别采用各自的口令加密存储在各自本地。
本发明还提供了一种数字证照验证方法，包括以下步骤：
证照验证机构接收数字证照持有者发送的业务请求，所述业务请求包括数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息以及数字证照持有者的私钥签名值；
所述证照验证机构根据收到的所述数字证照的HASH值从公开查询系统中查询得到与所述数字证照的HASH值对应的数字证照所有人公钥，并根据查询到的所述数字证照所有人公钥验证收到的所述数字证照持有者的私钥签名值，以此确认所述数字证照持有者的身份。
优选地，所述业务请求以所述证照验证机构的公钥进行了加密，所述证照验证机构收到所述业务请求后使用自身私钥进行解密，获取所述数字证照持有者的私钥签名值及所述数字证照的HASH值。
优选地，所述证照验证机构通过中心机构对所述证照签发机构的身份进行认证。
本发明还提供了一种数字证照管理系统，包括证照签发机构、公开查询系统和证照验证机构，
所述证照签发机构用于根据数字证照请求人的证照请求签发数字证照，并将所述数字证照的HASH值及其公开查询信息、数字证照请求人的公钥、以及所述证照签发机构的私钥签名值一起发送到公开查询系统；
所述公开查询系统用于存储所述证照签发机构发送的信息，并与证照签发机构和证照验证机构进行交互；
所述证照验证机构用于数字证照的验证，所述证照验证机构根据收到的数字证照持有者发送的数字证照的HASH值从所述公开查询系统中查询得到与所述数字证照的HASH值对应的数字证照所有人公钥，并根据查询到的数字证照所有人公钥验证收到的数字证照持有者的私钥签名值，以确认所述数字证照持有者的身份。
优选地，还包括中心机构，所述中心机构用于对所述证照签发机构进行身份认证。
本发明技术方案的实施，包括以下技术效果：
1)、本发明的数字证照签发方法，证照签发机构将数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息、数字证照请求人的公钥及证照签发机构的第二私钥签名值一起发送到公开查询系统，由于数据的HASH是单向不可逆的加密，因此，数字证照的HASH值不但可以标记信息的准确性，而且不透露证照所有人的隐私信息。签发机构可以快速获得和更新证照的状态，并将最新的证照HASH等数据发送到公开查询系统；公共查询系统提供的服务确保了证照的一致性。例如同类型的证照是否重发、是否更新或取缔、及其他使用状况，以及内容是否被篡改等。
2)、本发明的数字证照签发方法及验证方法，采用非交互的零知识证明(NIZK)，各主体在交互过程中携带各自的私钥签名，以表明其身份，同时便于相互的身份认证。在交互过程中，证照的详细数字信息不会被传递，只传递其HASH值与发送方签名，而HASH是单向不可逆的加密，数字证照的HASH值不但可以标记信息的准确性，而且不透露数字证照的详细信息，从而保证了证照所有人的敏感信息不易泄露，同时确保证照所有人的真实身份与数字身份的捆绑与认证。每个证照签发机构独立颁发自身的证照文件，因此不影响原有的内部证件系统。各证照签发机构签发的数字证照的公开信息(证照HASH+公开查询信息+证照所有人公钥)全部统一放到公开查询系统中，原文在各机构自身保存。证照签发机构的身份可通过中心机构进行认证，所有的证照签发机构强制在中心机构进行公钥注册并绑定，以便于证照请求人或证照验证机构确认证照签发机构的身份。
3)、本发明的数字证照管理系统，无需建造中心大数据汇聚系统，即可实现数字证照的可信流通；对签发机构的认证服务也保障了证照的权威性。
附图说明
图1为本发明实施例的一种数字证照签发方法的流程示意图。
图2为本发明实施例的一种数字证照验证方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
参见图1所示，本实施例提供了一种数字证照签发方法，包括以下步骤：
证照签发机构根据数字证照请求人的证照请求签发数字证照，所述数字证照包括证照的关键信息，关键信息包括证照请求人的身份信息、签发机构信息、证照有效期、证照类型等；所述证照签发机构将数字证照及所述数字证照的公开查询信息发送所述数字证照请求人。所述公开查询信息包括签发机构信息、证照有效期、证照类型和证照有效状态等信息，可公开查询信息生成公开查询信息文件存储。作为一种示例，证照签发机构(如公安机构)根据身份证请求人的请求签发身份证，身份证的关键信息包括身份证请求人的身份证号、住址，公安机构信息，身份证有效期等。所述证照签发机构将数字身份证及数字身份证的公开查询信息发送给身份证请求人，其中，身份证的关键信息作为变量字符串存储在数字身份证中作为数字身份证；数字身份证的公开查询信息包括：公安机构信息、身份证有效期、证照类型(身份证)和身份证有效状态等信息。所述证照签发机构将数字证照使用自身的公钥加密存储在自身的服务器中或其它可信的存储环境中。
具体地，所述数字证照及所述数字证照的公开查询信息以所述数字证照请求人的公钥加密后发送所述数字证照请求人。所述证照签发机构将数字证照及所述数字证照的公开查询信息发送所述数字证照请求人的同时，发送所述证照签发机构的第一私钥签名值，其中，第一私钥签名值由证照签发机构以其私钥对数字证照及数字证照的公开查询信息进行签名获得。所述证照签发机构采用预设哈希算法计算获得数字证照的HASH值，所述哈希算法为现有技术中任意一种哈希算法，在此不做限定。所述证照签发机构将数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息、所述数字证照请求人的公钥及所述证照签发机构的第二私钥签名值一起发送到公开查询系统。其中，所述证照签发机构的第二私钥签名值由所述证照签发机构以其私钥对数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息、所述数字证照请求人的公钥进行签名获得。
本实施例中，证照签发机构可以快速获得和更新证照的状态，并将最新的数字证照及公开查询信息发送证照持有者，同时将最新的数字证照的HASH值等数据发送到公开查询系统；公共查询系统提供的服务确保了证照的一致性。例如同类型的证照是否重发，是否更新或取缔、及其他使用状况，以及内容是否被篡改等。
为了保证证照签发机构的合法性，以及方便他人对证照签发机构的身份进行核实确认的目的，所述证照签发机构须在中心机构进行注册，包括：所述证照签发机构发送注册请求到所述中心机构，所述注册请求包括注册信息、所述证照签发机构的公钥、所述证照签发机构的第三私钥签名值，其中，第三私钥签名值由证照签发机构以其私钥对其注册信息及其公钥进行签名获得；所述注册信息与所述证照签发机构的公钥进行绑定存储在所述中心机构。
具体的，所述证照签发机构将其注册信息及其公钥发送中心机构进行注册，同时发送其私钥签名值，其中，注册信息包括签发机构名称、类型等，私钥签名值由证照签发机构以其私钥对其注册信息及其公钥进行签名获得；中心机构接收证照签发机构发送的信息，并采用证照签发机构的公钥对其私钥签名值进行验签，验签成功后，比对验签获得的注册信息与接收的注册信息，比对一致，则将证照签发机构的公钥与其注册信息绑定，存储在中心机构本地。
对证照签发机构的认证服务保障了数字证照的权威性。本实施例中，数字证照请求人在获取证照签发机构签发的数字证照后，可根据数字证照的公开查询信息获取证照签发机构的信息，然后将证照签发机构的信息发送中心机构以获取证照签发机构的公钥。中心机构根据接收到的证照签发机构的信息查询其对应的证照签发机构的公钥，并将该证照签发机构的公钥发送数字证照请求人。数字证照请求人采用中心机构发送的证照签发机构的公钥对证照签发机构发送的其第一私钥签名值进行验签，验签通过，则说明该数字证照为合法的证照签发机构签发，以此可以验证数字证照的合法性。
优选地，所述证照签发机构与数字证照请求人的公钥与私钥分别采用各自的口令加密存储在各自本地，进一步加强了公私钥对的安全性。
参见图2所示，本实施例还提供了一种数字证照验证方法，包括以下步骤：
证照验证机构接收数字证照持有者发送的业务请求，业务请求包括数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息以及数字证照持有者的私钥签名值；其中，数字证照的HASH值由数字证照持有者根据数字证照及预设哈希算法计算获得，所述预设哈希算法与证照签发机构计算数字证照的HASH值采用的哈希算法一致；数字证照持有者的私钥签名值由数字证照持有者以其私钥对数字证照的HASH值及数字证照的公开查询信息进行签名获得；
证照验证机构根据收到的所述数字证照的HASH值从公开查询系统中查询得到与所述数字证照的HASH值对应的数字证照所有人(即数字证照签发时的数字证照请求人)公钥，并根据查询到的数字证照所有人公钥验证收到的数字证照持有者的私钥签名值，验签通过，则说明数字证照持有者是数字证照所有人本人，以此确认证照持有者的身份。相反的，如果数字证照持有者不是数字证照所有人本人，那么其就没有数字证照所有人的私钥，采用从公开查询系统中查询到的数字证照所有人公钥对数字证照持有者的私钥签名值验签将不会通过，从而确保了只有数字证照所有人使用数字证照时才会验签通过，解决了数字证照被盗用的问题。
具体地，所述业务请求以所述证照验证机构的公钥进行了加密，所述证照验证机构收到所述业务请求后使用自身私钥进行解密，获取所述数字证照持有者的私钥签名值及数字证照的HASH值。
优选地，证照验证机构可通过中心机构对证照签发机构的身份进行认证。具体地，证照验证机构可设定相关规则，使数字证照持有者在发送业务请求时须携带证照签发机构的私钥签名值(如第一私钥签名值)；证照验证机构接收数字证照持有者的业务请求，并根据数字证照的公开查询信息获取证照签发机构的信息，然后将证照签发机构的信息发送中心机构以获取证照签发机构的公钥。中心机构根据接收到的证照签发机构的信息查询其对应的证照签发机构的公钥，并将该证照签发机构的公钥发送证照验证机构。证照验证机构采用中心机构发送的证照签发机构的公钥对数字证照持有者发送的证照签发机构的私钥签名值进行验签，验签通过，则说明证照持有者所持有的该证照为合法的证照签发机构签发，以此可以验证数字证照的合法性。
本实施例所述证照验证机构可以是专门的证照验证机构，也可以是任意证照使用机构，“证照验证机构”仅为了说明证照验证方法的实施主体而命名，无意限定该主体的类型及性质。
本实施例提供的数字证照验证方法，整个验证过程基于非交互的零知识证明(NIZK)，数字证照的详细数字信息不会被传递，只会传递数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息及数字证照持有者的私钥签名值，而HASH是单向不可逆的加密，因此，数字证照的HASH值不但可以标记信息的准确性，而且不透露信息本身，保证了敏感信息不易泄露，同时携带数字证照持有者的私钥签名值可以确保证照持有人的真实身份与数字身份的捆绑与认证。
每个证照签发机构独立颁发自身的证照文件，因此不影响原有的内部证件系统。各证照签发机构签发的数字证照的公开信息(证照HASH+公开查询信息+证照持有人公钥)全部统一放到公开查询系统中，原文在各机构自身保存。证照签发机构的身份可通过中心机构进行认证，所有的证照签发机构强制在中心机构进行公钥注册绑定，从而使证照验证机构(证照使用机构)可以通过中心机构对证照签发机构的身份进行认证。
本实施例还提供了一种数字证照管理系统，包括证照签发机构、公开查询系统和证照验证机构。
所述证照签发机构用于根据数字证照请求人的证照请求签发数字证照，并将所述数字证照的HASH值及其公开查询信息、数字证照请求人的公钥、以及所述证照签发机构的私钥签名值一起发送到公开查询系统；其中，所述证照签发机构的私钥签名值由所述证照签发机构以其私钥对数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息、所述数字证照请求人的公钥进行签名获得；
所述公开查询系统用于存储所述证照签发机构发送的信息，并与证照签发机构和证照验证机构进行交互；
所述证照验证机构用于数字证照的验证，所述证照验证机构根据收到的数字证照持有者发送的所述数字证照的HASH值从所述公开查询系统中查询得到与所述数字证照的HASH值对应的数字证照所有人公钥，并根据查询到的数字证照所有人公钥验证收到的数字证照持有者的私钥签名值，以确认所述数字证照持有者的身份。本发明的数字证照管理系统，无需建造中心大数据汇聚系统，即可实现数字证照的可信流通。
优选地，所述系统还包括中心机构，所述中心机构用于对所述证照签发机构进行身份认证。认证请求方发出对特定数字证照签发机构的认证请求，所述中心机构根据所述数字证照签发机构的信息获取所述数字证照签发机构的公钥，并将所述数字证照签发机构的公钥发送认证请求方，认证请求方以所述数字证照签发机构的公钥验证其私钥签名值，验签通过，则所述数字证照签发机构为合法机构。认证请求方可以是数字证照所有人(数字证照请求人)或证照验证机构(证照使用机构)。
本实施例使用非交互的零知识证明(NIZK)方法，基于各端持有的可信公私钥对(公钥加密，私钥能够解密获得数据；私钥数字签名，公钥验证，能够确认发送方身份)，作为零知识证明的前置条件，验证过程中，在不泄露用户身份认证的原始凭据(如用户密码、指纹)的条件下，证明用户拥有其凭据，从而证明其身份，证照所有人可以安全、便捷地使用数字证照，证照验证机构也能够安全、便捷地核实证照。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (12)

1.一种数字证照签发方法，其特征在于，包括以下步骤：
证照签发机构根据数字证照请求人的证照请求签发数字证照，所述数字证照包括证照的关键信息；
所述证照签发机构将数字证照及所述数字证照的公开查询信息发送所述数字证照请求人。
2.根据权利要求1所述的一种数字证照签发方法，其特征在于，
所述数字证照及所述数字证照的公开查询信息以所述数字证照请求人的公钥加密后发送所述数字证照请求人。
3.根据权利要求2所述的一种数字证照签发方法，其特征在于，
所述证照签发机构将数字证照及所述数字证照的公开查询信息发送所述数字证照请求人的同时，发送所述证照签发机构的第一私钥签名值。
4.根据权利要求1所述的一种数字证照签发方法，其特征在于，
所述证照签发机构将所述数字证照的HASH值、所述公开查询信息、所述数字证照请求人的公钥及所述证照签发机构的第二私钥签名值一起发送到公开查询系统。
5.根据权利要求4所述的一种数字证照签发方法，其特征在于，
所述证照签发机构的第二私钥签名值由所述证照签发机构以其私钥对数字证照的HASH值、公开查询信息、所述数字证照请求人的公钥进行签名获得。
6.根据权利要求1所述的一种数字证照签发方法，其特征在于，
所述证照签发机构在中心机构进行注册，包括：所述证照签发机构发送注册请求到所述中心机构，所述注册请求包括注册信息、所述证照签发机构的公钥、所述证照签发机构的第三私钥签名值；所述注册信息与所述证照签发机构的公钥进行绑定存储在所述中心机构。
7.根据权利要求1所述的一种数字证照签发方法，其特征在于，所述证照签发机构与数字证照请求人的公钥与私钥分别采用各自的口令加密存储在各自本地。
8.一种数字证照验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
证照验证机构接收数字证照持有者发送的业务请求，所述业务请求包括数字证照的HASH值、数字证照的公开查询信息以及数字证照持有者的私钥签名值；
所述证照验证机构根据收到的所述数字证照的HASH值从公开查询系统中查询得到与所述数字证照的HASH值对应的数字证照所有人公钥，并根据查询到的所述数字证照所有人公钥验证收到的所述数字证照持有者的私钥签名值，以此确认所述数字证照持有者的身份。
9.根据权利要求8所述的一种数字证照验证方法，其特征在于，所述业务请求以所述证照验证机构的公钥进行了加密，所述证照验证机构收到所述业务请求后使用自身私钥进行解密，获取所述数字证照持有者的私钥签名值及所述数字证照的HASH值。
10.根据权利要求8所述的一种数字证照验证方法，其特征在于，
所述证照验证机构通过中心机构对所述证照签发机构的身份进行认证。
11.一种数字证照管理系统，包括证照签发机构、公开查询系统和证照验证机构，其特征在于：
所述证照签发机构用于根据数字证照请求人的证照请求签发数字证照，并将所述数字证照的HASH值及其公开查询信息、数字证照请求人的公钥、以及所述证照签发机构的私钥签名值一起发送到公开查询系统；
所述公开查询系统用于存储所述证照签发机构发送的信息，并与证照签发机构和证照验证机构进行交互；
所述证照验证机构用于数字证照的验证，所述证照验证机构根据收到的数字证照持有者发送的数字证照的HASH值从所述公开查询系统中查询得到与所述数字证照的HASH值对应的数字证照所有人公钥，并根据查询到的数字证照所有人公钥验证收到的数字证照持有者的私钥签名值，以确认所述数字证照持有者的身份。
12.根据权利要求11所述的数字证照管理系统，其特征在于，还包括中心机构，所述中心机构用于对所述证照签发机构进行身份认证。
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