CN110943976B - 一种基于口令的用户签名私钥管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于口令的用户签名私钥管理方法，包括如下两个阶段：第一阶段、用户注册：用户在系统注册，获得身份标识、登陆密码、生成用于签名认证的公私钥对，并将私钥封装后和身份标识、登陆密码的哈希值以及公钥一起发送给服务器，服务器收到这些信息后存储在本地；第二阶段、进行签名：当用户需要签名时，先登陆系统获取私钥，然后使用私钥对需要签名的信息进行签名，并将签名发送给服务器，服务器验证签名的正确性。本发明的积极效果是：用户只需要记住登录的口令密码，而不需要记住公钥和私钥对，不容易丢失用户的公钥和私钥；用户将私钥进行封装存储，用户私钥的安全性得到了很好的保障，并且存储在服务端节省了用户的存储空间。

Description

一种基于口令的用户签名私钥管理方法
技术领域
本发明涉及一种基于口令的用户签名私钥管理方法。
背景技术
在传统的口令登录系统中，用户的口令只是用于认证用户身份的合法性，并且在系统的使用中，用户需要自己存储签名等所需要的公私钥，所以用户需要记住登录的口令和用于签名的公私钥等，这样对用户而言非常的不方便，并且可能导致用户私钥丢失或者被其他攻击者获得，因此将用户的私钥进行统一存储管理就非常有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种基于口令的用户签名私钥管理方法，针对注册系统中，用户用登录口令对签名密钥封装存储的问题，本发明采用对称加密技术，将用于签名的公钥和私钥封装后存储在服务器端，保证私钥的机密性。本发明要解决的技术问题为：如何保证用户私钥的机密性，用户如何通过登录口令恢复私钥。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于口令的用户签名私钥管理方法，包括如下两个阶段：
第一阶段、用户注册：
用户在系统注册，获得身份标识、登陆密码、生成用于签名认证的公私钥对，并将私钥封装后和身份标识、登陆密码的哈希值以及公钥一起发送给服务器，服务器收到这些信息后存储在本地；
第二阶段、进行签名：
当用户需要签名时，先登陆系统获取私钥，然后使用私钥对需要签名的信息进行签名，并将签名发送给服务器，服务器验证签名的正确性。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)用户只需要记住登录的口令密码，而不需要记住公钥和私钥对，不容易丢失用户的公钥和私钥。
(2)用户将私钥进行封装存储，用户私钥的安全性得到了很好的保障，并且存储在服务端节省了用户的存储空间。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为用户注册的流程图；
图2为获取私钥及签名的流程图。
具体实施方式
一、方案概述
该方案的目的是将用户的私钥用登录口令进行封装，然后和公钥一起存储在服务端用户身份对应的数据库中，这样用户就只需要记住登录口令，用于签名的密钥不容易丢失或被他人盗取。当用户需要用到私钥时，用户输入登录密码向服务器发送请求，服务器验证用户身份成功后，将封装的私钥和公钥一起发送给用户，用户解密即可获得私钥。该方案一共可以分为二个阶段：第一阶段，用户注册，用户通过注册获得身份标识、登陆密码、生成用于签名认证的公私钥对，并将私钥封装后和身份标识、登陆密码的哈希值以及公钥一起发送给服务器，服务器将这些信息进行存储。第二阶段，进行签名，当用户需要签名时，需要先从服务器获得私钥，再进行签名；用户登陆该系统，输入登录密码后，计算其哈希值，将该哈希值发送给服务器，服务器验证哈希是否与本地存储的哈希值相等，验证成功后，服务器将与私钥有关的数据发送给用户；用户解密获取私钥；用户使用私钥对需要签名的信息进行签名，服务器通过公钥验证签名的正确性。
二、方案符号
下表为方案中变量和变量在方案中的作用。
变量符号 意义
UID 用户的身份标识符
PW 用户登录的口令
(pk,sk) 用户的公钥和私钥对
H SM3哈希函数
PW<sub>1</sub> 对称加密的秘钥
h<sub>1</sub>，h<sub>2</sub> 哈希值
Enc,Dec 对称加解密算法
CRC 校验码
C 用户的私钥和其校验码加密的密文
msg 待签名的消息
三、具体方案
本发明中使用的签名算法为SM2签名算法(GM/T 0003)，使用的对称加密算法为SM4对称加密算法(GM/T 0002)，使用哈希算法为SM3哈希算法(GM/T0004)。
1、用户注册(如图1所示)
用户在系统注册个人信息，并将必要的信息存储在服务端的数据库中。其具体的流程如下：
1.1用户在注册界面输入用户名UID和口令PW。
1.2用户使用SM2签名算法生成用于签名的公私钥对(pk,sk)，其中sk为私钥，pk为公钥。
1.3用户使用SM3哈希算法计算用户名和口令的哈希值，得到PW1＝H(UID||PW)，PW1计算SM4对称加密的密钥。
1.4用户使用SM3哈希算法计算口令的哈希值，得到h1＝H(PW)。
1.5用户计算签名私钥sk的CRC校验码，得到crc＝CRC(sk)。
1.6用户使用SM4对称加密算法对私钥sk和校验码crc加密，得到
Figure BDA0002265883110000041
其中PW1为1.3步骤中产生的对称加密密钥。
1.7用户将UID、pk、h1和C发送给服务器，服务器收到UID、pk、h1和C存储在本地。
2、私钥获取及签名(如图2所示)
2.1用户输入用户名UID和PW，利用SM3算法计算口令的哈希值，得到h2＝H(PW)。
2.2用户将h2发送给服务器，请求获取私钥。
2.3服务器验证本地存储的h1是否等于h2，当h1＝h2后，服务器将密文C和公钥pk发送给用户。
2.4用户使用SM4算法解密密文C，
Figure BDA0002265883110000042
得到明文M，并从明文M中恢复出私钥sk和校验码crc。
2.5用户使用校验码crc对私钥sk进行验证，验证成功即为用户的私钥。
2.6用户使用SM2算法对需要签名的信息msg进行签名，得到sig＝Sigsk(msg)，其中sk为签名私钥，最后将签名sig发送给服务器。
2.7服务器根据本地存储的公钥pk使用SM2验签算法验证sig是否有效。

Claims (6)

1.一种基于口令的用户签名私钥管理方法，其特征在于：包括如下两个阶段：
第一阶段、用户注册：
用户在系统注册，获得身份标识、登陆密码、生成用于签名认证的公私钥对，并将私钥封装后和身份标识、登陆密码的哈希值以及公钥一起发送给服务器，服务器收到这些信息后存储在本地；其中：
用户对私钥进行封装的方法为：
(1)用户使用SM3哈希算法计算身份标识UID和登陆密码PW的哈希值，得到PW1＝H(UID||PW)；
(2)用户计算私钥sk的CRC校验码，得到crc＝CRC(sk)；
(3)用户使用SM4对称加密算法对私钥sk和校验码crc加密，得到密文
Figure FDA0003269782730000011
第二阶段、进行签名：
当用户需要签名时，先登陆系统获取私钥，然后使用私钥对需要签名的信息进行签名，并将签名发送给服务器，服务器验证签名的正确性。
2.根据权利要求1所述的一种基于口令的用户签名私钥管理方法，其特征在于：用户使用SM2签名算法生成用于签名认证的公私钥对。
3.根据权利要求1所述的一种基于口令的用户签名私钥管理方法，其特征在于：用户登陆密码的哈希值h1采用SM3哈希算法计算得到：h1＝H(PW)。
4.根据权利要求3所述的一种基于口令的用户签名私钥管理方法，其特征在于：用户签名时获取私钥的方法为：
(1)用户输入身份标识UID和登陆密码PW，利用SM3算法计算PW的哈希值，得到h2＝H(PW)；
(2)用户将h2发送给服务器，请求获取私钥；
(3)服务器验证本地存储的h1是否等于h2，若相等，则将本地存储的密文C和公钥pk发送给用户；
(4)用户使用SM4算法解密密文C，得到明文
Figure FDA0003269782730000021
并从明文M中恢复出私钥sk和校验码crc；
(5)用户使用校验码crc对私钥sk进行验证，验证成功即获得签名私钥sk。
5.根据权利要求4所述的一种基于口令的用户签名私钥管理方法，其特征在于：对信息进行签名的方法为：使用SM2算法对需要签名的信息msg进行签名，得到sig＝Sigsk(msg)。
6.根据权利要求5所述的一种基于口令的用户签名私钥管理方法，其特征在于：验证签名的方法为：根据本地存储的公钥pk使用SM2验签算法验证sig是否有效。
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