CN110650160B - 一种身份认证方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种身份认证方法及系统，该方法包括：激活协议和登录验证；其中，激活协议包括：用户终端接收用户输入的口令和随机生成的第一密钥因子D1，获得第一公钥P1；基于第一公钥和随机生成的第二密钥因子D2，生成第二公钥P2；基于第一公钥P1和随机生成的第三密钥因子D3，生成第三公钥P3；基于第三公钥P3，用户终端对软件密钥进行加密，并在用户终端安全存储第一密钥因子D1和加密的软件密钥Soft Key。本发明在不增加额外设备的前提下，将密钥分段存储在用户终端和服务端，通过用户终端与服务端的协同操作，使用户终端可以完成用户的激活与身份认证。

Description

一种身份认证方法及系统
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种身份认证方法及系统。
背景技术
随着互联网向社会、经济、生活各个层面的深度渗透，用户终端的身份安全成为各方关注的焦点。日益频发的用户身份信息泄露事件更对应用安全与用户隐私敲响了警钟，也成为深入推进互联网应用向安全、合法、合规发展应关注的核心问题。其中，传统的用户终端认证方式通常有三种方案：使用“用户名+口令”；使用SD密码卡；使用软证书。
在实现本公开的过程中，发明人通过研究发现：使用“用户名+口令”，其安全性较差，很容易被嗅探、猜测、破解甚至拖库。使用SD密码卡其安全性较高，但是由于部分用户终端没有SD卡槽，因此不能适用于所有用户终端。而软证书的方案由于密钥全部存储在用户终端中，很容易被窃取、攻击，其安全性较差。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种身份认证方法及系统。
一种身份认证方法，其包括：激活协议和登录验证；其中，所述激活协议包括：用户终端接收用户输入的口令和随机生成的第一密钥因子D1，获得第一公钥P1；基于所述第一公钥和随机生成的第二密钥因子D2，生成第二公钥P2；基于所述第一公钥P1和随机生成的第三密钥因子D3，生成第三公钥P3；基于所述第三公钥P3，所述用户终端对软件密钥进行加密，并在所述用户终端安全存储所述第一密钥因子D1和加密的软件密钥Soft Key；所述登录验证包括：基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1和第三密钥因子D3，在所述用户终端对软件密钥Soft Key进行解密。
所述基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1和第三密钥因子D3，在所述用户终端对软件密钥Soft Key进行解密，包括：所述用户终端接收用户输入的口令，生成第一临时私钥D4；基于所述第一临时私钥D4，所述用户终端生成第四公钥P4；基于所述第二密钥因子D2、第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端签名生成第三签名S3；基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1以及所述第三密钥因子，在所述用户终端利用密钥分割解密原理，对所述软件密钥Soft Key进行解密。
所述基于所述第二密钥因子D2、第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端签名生成第三签名S3，包括：基于所述第二密钥因子D2、所述第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端生成第一签名S1；基于所述第一签名S1、所述输入的口令PIN和所述第一密钥因子D1，在用户终端生成得到所述第二签名S2；基于所述第二签名S2和所述第二密钥因子D2，在所述服务端签名生成第三签名S3。
在所述基于所述第二密钥因子D2、第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端签名生成第三签名S3与所述基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1以及所述第三密钥因子，在所述用户终端利用密钥分割解密原理，对所述软件密钥SoftKey进行解密之间，还包括：利用数字签名算法，基于第二公钥P2对第三签名S3进行签名验证；若签名验证通过，则服务端基于第四公钥P4加密第三密钥因子D3后，用户终端使用第一临时私钥D4解密第三密钥因子D3，否则判定用户输入的口令错误，进行重新验证
所述激活协议还包括：所述服务端利用加密机加密并存储所述第二密钥因子D2、所述第二公钥P2以及所述第三密钥因子D3。
一种身份认证系统，其包括：激活协议模块和登录验证模块；其中，所述激活协议模块包括：获得子模块，用于用户终端接收用户输入的口令和随机生成的第一密钥因子D1，获得第一公钥P1；第一生成子模块，用于基于所述第一公钥和随机生成的第二密钥因子D2，生成第二公钥P2；第二生成子模块，用于基于所述第一公钥P1和随机生成的第三密钥因子D3，生成第三公钥P3；第一加密存储子模块，用于基于所述第三公钥P3，所述用户终端对软件密钥进行加密，并在所述用户终端安全存储所述第一密钥因子D1和加密的软件密钥SoftKey；所述登录验证模块包括：解密子模块，用于基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1和第三密钥因子D3，在所述用户终端对软件密钥Soft Key进行解密。
所述解密子模块，包括：第一生成单元，用于所述用户终端接收用户输入的口令，生成第一临时私钥D4；第二生成单元，用于基于所述第一临时私钥D4，所述用户终端生成第四公钥P4；第三生成单元，用于基于所述第二密钥因子D2、第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端签名生成第三签名S3；第一解密单元，用于基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1以及所述第三密钥因子，在所述用户终端利用密钥分割解密原理，对所述软件密钥Soft Key进行解密。
所述第三生成单元，包括：第一生成子单元，用于基于所述第二密钥因子D2、所述第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端生成第一签名S1；第二生成子单元，用于基于所述第一签名S1、所述输入的口令PIN和所述第一密钥因子D1，在用户终端生成得到所述第二签名S2；第三生成子单元，用于基于所述第二签名S2和所述第二密钥因子D2，在所述服务端签名生成第三签名S3。
在所述第三生成单元与所述第一解密单元之间，还包括：签名验证单元，用于利用数字签名算法，基于第二公钥P2对第三签名S3进行签名验证；判断单元，用于若签名验证通过，则服务端基于第四公钥P4加密第三密钥因子D3后，用户终端使用第一临时私钥D4解密第三密钥因子D3，否则判定用户输入的口令错误，进行重新验证。
所述激活协议模块还包括：第二加密存储模块，用于所述服务端利用加密机加密并存储所述第二密钥因子D2、所述第二公钥P2以及所述第三密钥因子D3。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果是：
本发明利用用户终端作为身份认证载体，为用户提供移动终端、PC等全终端环境下的可信身份认证服务。在不增加额外设备的前提下，将密钥分段存储在用户终端和服务端，通过用户终端与服务端的协同操作，使用户终端可以完成用户的激活与身份认证。
附图说明
图1是本发明身份认证方法中激活协议的流程示意图；
图2是本发明身份认证方法中登录验证的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。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。
本发明的身份认证方法包括激活协议和登录验证两部分，其中激活协议可以包括：用户注册、用户设置口令、用户终端服务端完成安全协商、创建Soft Key、以及加密存储等过程。当用户输入口令登录，如果服务端没有保存用户口令，当验证口令失败3次后立即删除用户信息，同时还需要重新激活，以防暴力破解。
如图1所示，本发明激活协议具体包括如下所示的步骤：
S101，用户输入口令PIN。
S102，用户终端随机产生第一密钥因子D1(D1∈[1,m-1])，其中m为大于1的自然数。
S103，用户终端基于输入的口令PIN和第一密钥因子D1，计算第一公钥P1＝Pub(D1+PIN)＝((D1+PIN)-1mod n)*G，其中G表示椭圆曲线的一个基点，其阶为素数，mod表示求模运算。
S104，服务端随机产生第二密钥因子D2(D2∈[1,m-1])。
S105，服务端计算第二公钥P2＝(D2-1 mod n)*P1-G。
S106，服务端随机产生第三密钥因子D3(D3∈[1,m-1])。
S107，服务端计算第三公钥P3＝(D3-1 mod n)*P1-G。
S108，用户终端使用第三公钥P3加密软件密钥Soft Key即：Enc(P3，Soft Key)。
S109，用户终端安全存储第一密钥因子D1和加密的软件密钥Soft Key，
如图2所示，本发明登录验证具体包括如下所示的步骤：
S201，用户输入口令PIN。
S202，用户终端产生第一临时私钥D4(D4∈[1,m-1])。
S203，用户终端计算第四公钥P4＝(D4-1 mod n)*G。
S204，服务端产生第一随机数R。
S205，基于第二密钥因子D2、第四公钥P4和第一随机数R，在服务端生成第一签名S1，即S1＝Sign1(D2,P4||R)，其中，||表示拼接。
S206，基于第一签名S1、输入的口令PIN和第一密钥因子D1，在用户终端生成得到第二签名S2，即S2＝Sign2(D1+PIN,S1)。
S207，基于第二签名S2和第二密钥因子D2，在服务端签名生成第三签名S3，即S3＝Sign3(D2,S2)。
S208，基于第三签名S3，利用数字签名算法，使用P2对S3进行签名验证，即：Verify(P2,S3,P4||R)。签名验证通过，则继续，否则判定用户输入的口令PIN错误，需要重新验证。
S209，服务端基于第四公钥P4加密第三密钥因子D3即：Enc(P4,D3)。
S210，用户终端使用第一临时私钥D4解密第三密钥因子D3即：D3＝Dec(D4,Enc(P4,D3))。
S211，用户终端使用D1+PIN与D3作为输入，按照密钥分割解密原理进行解密，即：Dec(D3,D1,PIN,Soft Key)对软件密钥Soft Key进行解密。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种身份认证系统，下面进行说明。
该系统包括：激活协议模块和登录验证模块；其中，所述激活协议模块包括：获得子模块，用于用户终端接收用户输入的口令和随机生成的第一密钥因子D1，获得第一公钥P1；第一生成子模块，用于基于所述第一公钥和随机生成的第二密钥因子D2，生成第二公钥P2；第二生成子模块，用于基于所述第一公钥P1和随机生成的第三密钥因子D3，生成第三公钥P3；第一加密存储子模块，用于基于所述第三公钥P3，所述用户终端对软件密钥进行加密，并在所述用户终端安全存储所述第一密钥因子D1和加密的软件密钥Soft Key；所述登录验证模块包括：解密子模块，用于基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1和第三密钥因子D3，在所述用户终端对软件密钥Soft Key进行解密。
所述解密子模块，包括：第一生成单元，用于所述用户终端接收用户输入的口令，生成第一临时私钥D4；第二生成单元，用于基于所述第一临时私钥D4，所述用户终端生成第四公钥P4；第三生成单元，用于基于所述第二密钥因子D2、第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端签名生成第三签名S3；第一解密单元，用于基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1以及所述第三密钥因子，在所述用户终端利用密钥分割解密原理，对所述软件密钥Soft Key进行解密。
所述第三生成单元，包括：第一生成子单元，用于基于所述第二密钥因子D2、所述第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端生成第一签名S1；第二生成子单元，用于基于所述第一签名S1、所述输入的口令PIN和所述第一密钥因子D1，在用户终端生成得到所述第二签名S2；第三生成子单元，用于基于所述第二签名S2和所述第二密钥因子D2，在所述服务端签名生成第三签名S3。
在所述第三生成单元与所述第一解密单元之间，还包括：签名验证单元，用于利用数字签名算法，基于第二公钥P2对第三签名S3进行签名验证；判断单元，用于若签名验证通过，则服务端基于第四公钥P4加密第三密钥因子D3后，用户终端使用第一临时私钥D4解密第三密钥因子D3，否则判定用户输入的口令PIN错误，进行重新验证。
所述激活协议模块还包括：第二加密存储模块，用于所述服务端利用加密机加密并存储所述第二密钥因子D2、所述第二公钥P2以及所述第三密钥因子D3。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，对于本领域的普通技术人员而言，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，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (4)

1.一种身份认证方法，其特征在于，包括：激活协议和登录验证；其中，所述激活协议包括：
用户终端接收用户输入的口令和随机生成的第一密钥因子D1，获得第一公钥P1；
服务端基于所述第一公钥和服务端随机生成的第二密钥因子D2，生成第二公钥P2；
服务端基于所述第一公钥P1和服务端随机生成的第三密钥因子D3，生成第三公钥P3；
基于所述第三公钥P3，所述用户终端对软件密钥进行加密，并在所述用户终端安全存储所述第一密钥因子D1和加密的软件密钥Soft Key；
所述登录验证包括：
基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1和第三密钥因子D3，在所述用户终端对软件密钥Soft Key进行解密；
所述用户终端接收用户输入的口令，生成第一临时私钥D4；
基于所述第一临时私钥D4，所述用户终端生成第四公钥P4；
基于所述第二密钥因子D2、所述第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端生成第一签名S1；
基于所述第一签名S1、所述输入的口令和所述第一密钥因子D1，在用户终端生成得到第二签名S2；
基于所述第二签名S2和所述第二密钥因子D2，在所述服务端签名生成第三签名S3；
利用数字签名算法，基于第二公钥P2对第三签名S3进行签名验证；
若签名验证通过，则服务端基于第四公钥P4加密第三密钥因子D3后，用户终端使用第一临时私钥D4解密第三密钥因子D3，否则判定用户输入的口令错误，进行重新验证。
2.根据权利要求1所述的身份认证方法，其特征在于，所述激活协议还包括：所述服务端利用加密机加密并存储所述第二密钥因子D2、所述第二公钥P2以及所述第三密钥因子D3。
3.一种身份认证系统，其特征在于，包括：激活协议模块和登录验证模块；其中，所述激活协议模块包括：
获得子模块，用于用户终端接收用户输入的口令和随机生成的第一密钥因子D1，获得第一公钥P1；
第一生成子模块，用于服务端基于所述第一公钥和服务端随机生成的第二密钥因子D2，生成第二公钥P2；
第二生成子模块，用于服务端基于所述第一公钥P1和服务端随机生成的第三密钥因子D3，生成第三公钥P3；
第一加密存储子模块，用于基于所述第三公钥P3，所述用户终端对软件密钥进行加密，并在所述用户终端安全存储所述第一密钥因子D1和加密的软件密钥Soft Key；
所述登录验证模块包括：
解密子模块，用于基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1和第三密钥因子D3，在所述用户终端对软件密钥Soft Key进行解密；
所述解密子模块，包括：
第一生成单元，用于所述用户终端接收用户输入的口令，生成第一临时私钥D4；
第二生成单元，用于基于所述第一临时私钥D4，所述用户终端生成第四公钥P4；
第三生成单元，用于基于所述第二密钥因子D2、第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端签名生成第三签名S3；
所述第三生成单元，包括：
第一生成子单元，用于基于所述第二密钥因子D2、所述第四公钥P4和所述服务端生成的第一随机数R，在所述服务端生成第一签名S1；
第二生成子单元，用于基于所述第一签名S1、所述输入的口令PIN和所述第一密钥因子D1，在用户终端生成得到第二签名S2；
第三生成子单元，用于基于所述第二签名S2和所述第二密钥因子D2，在所述服务端签名生成第三签名S3；
签名验证单元，用于利用数字签名算法，基于第二公钥P2对第三签名S3进行签名验证；
判断单元，用于若签名验证通过，则服务端基于第四公钥P4加密第三密钥因子D3后，用户终端使用第一临时私钥D4解密第三密钥因子D3，否则判定用户输入的口令错误，进行重新验证；
第一解密单元，用于基于所述用户输入的口令、所述第一密钥因子D1以及所述第三密钥因子，在所述用户终端利用密钥分割解密原理，对所述软件密钥Soft Key进行解密。
4.根据权利要求3所述的身份认证系统，其特征在于，所述激活协议模块还包括：第二加密存储模块，用于所述服务端利用加密机加密并存储所述第二密钥因子D2、所述第二公钥P2以及所述第三密钥因子D3。
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