CN111585762A - 一种基于零知识证明的服务器登录认证系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于零知识证明的服务器登录认证技术领域，且公开了一种基于零知识证明的服务器登录认证系统，包括：运行有服务器登录认证系统的云端服务器Sf，运行有服务器登录认证系统的智能终端Ui或PC终端Uj，智能终端Ui或PC终端Uj通过网络通信设备在服务器登录认证系统上与云端服务器Sf实现相互之间的通信连接；服务器登录认证系统采用基于零知识证明的验证方法对智能终端Ui或PC终端Uj的用户身份进行验证，并且只有智能终端Ui或PC终端Uj的用户身份通过了服务器登录认证系统的验证，云端服务器Sf才接受智能终端Ui或PC终端Uj的访问请求。本发明在不采用硬件USB Key认证方式的情况下，实现了安全认证用户身份的技术效果。

Description

一种基于零知识证明的服务器登录认证系统
技术领域
本发明涉及基于零知识证明的服务器登录认证技术领域，具体为一种基于零知识证明的服务器登录认证系统。
背景技术
在信息化发展过程中，人们对信息化中数据信息安全越来越担忧。系统的登录部分对于系统安全而言就像打开保险库的钥匙。把握好这把钥匙可以有效地防止非法用户访问，确保系统安全。系统登录技术涉及密码加密、验证码技术和采用硬件实现算因子认证等技术。
密码加密可以避免密码在传输过程中被侦测窃听，同时可以防止系统管理人员通过数据库知晓所有人员密码，绕开了登录系统。验证码技术现在应用已经非常广泛，比如各大网站系统登录、用户注册、未登录用户评论的发表等都会应用验证码。其原理是根据一定的随机数产生算法生成-串字符串，加入背景、前景及扭曲干扰最终生成验证图片。该图片只能通过肉眼才能识别出其中的验证码字符信息。有效地防止如利用机器人自动批量注册、防止自动批量地提交评论文章以及防止对特定用户利用程序进行暴力破解。系统登录中传统的用户认证方式通常采用人工输入“用户名+密码”的方式。而“用户客+密码”的方式被证明存在众多问题：密码容易被剽窃，用户设置密码通常比较简单，而密码易于共享的特点则可能使一切安全设置流于形式。采用硬件USB Key的身份认证，可以弥补“用户名+密码”认证方式的种种缺陷和不足，消除由于网络内部用户有意或无意造成的安全隐患，但是这种方法在使用时存在局限性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于零知识证明的服务器登录认证系统，通过基于零知识证明的验证方法，在不采用硬件USB Key认证方式的情况下，来实现安全认证用户身份的技术目的。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于零知识证明的服务器登录认证系统，包括：运行有服务器登录认证系统的云端服务器Sf，运行有服务器登录认证系统的智能终端Ui或PC终端Uj，智能终端Ui或PC终端Uj通过网络通信设备在服务器登录认证系统上与云端服务器Sf实现相互之间的通信连接；
云端服务器Sf的服务器登录认证系统与智能终端Ui或PC终端Uj的交互验证方法，包括以下步骤：
步骤一：智能终端Ui或PC终端Uj在云端服务器Sf的服务器登录认证系统上进行用户注册，具体包括：
(1)服务器登录认证系统在注册页面上弹出与智能终端Ui或PC终端Uj进行交互式通信的对话框；
(2)智能终端Ui或PC终端Uj选取两个大的素数λ和γ，计算η＝λ×γ；从[0，η-1]中选取一个私钥μ，计算公钥κ＝μmodη，将η和κ输入至对话框内，即发送给服务器登录认证系统；
步骤二：当智能终端Ui或PC终端Uj向云端服务器Sf发送访问请求时，服务器登录认证系统开始对智能终端Ui或PC终端Uj的身份进行验证，具体的验证过程为：
(1)服务器登录认证系统在验证页面上弹出与智能终端Ui或PC终端Uj进行交互式通信的对话框；
(2)智能终端Ui或PC终端Uj随机选择一个整数R，计算σ＝R2modη，并将σ发送给服务器登录认证系统，即输入到对话框内；
(3)服务器登录认证系统随机生成ξ，并将ξ发送给智能终端Ui或PC终端Uj，即显示在对话框内；
(4)智能终端Ui或PC终端Uj计算ψ＝Rμξ，并传送给服务器登录认证系统，即输入到对话框内；
(5)服务器登录认证系统进行如下验证：ψ2modη是否等于σκξ；
若上述等式成立，证明智能终端Ui或PC终端Uj知悉私有密钥μ，则服务器登录认证系统通过智能终端Ui或PC终端Uj的身份验证，否则就拒绝通过智能终端Ui或PC终端Uj的身份验证。
优选的，所述μ为私有密钥，该私有密钥为唯一合法的证明密钥，并且仅为智能终端Ui或PC终端Uj单独拥有，即服务器登录认证系统并不知晓私有密钥μ。
优选的，所述步骤二中：将步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)构成一轮认证，重复执行ki次，在某一轮验证的执行过程中，智能终端Ui或PC终端Uj没有通过验证，则整个验证过程终止，即智能终端Ui或PC终端Uj未通过服务器登录认证系统的身份验证。
优选的，所述所述的交互式通信对话框具备无痕迹通信功能，即对话框内的所有交互通信内容均没有任何备份记录。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明的服务器登录认证系统采用基于零知识证明的验证方法对智能终端Ui或PC终端Uj的用户身份进行验证，并且只有智能终端Ui或PC终端Uj的用户身份通过了服务器登录认证系统的验证，云端服务器Sf才接受智能终端Ui或PC终端Uj的访问请求，否则云端服务器Sf拒绝智能终端Ui或PC终端Uj的访问请求；
并且智能终端Ui或PC终端Uj的用户身份通过了服务器登录认证系统的验证完成之后，服务器登录认证系统只是知道智能终端Ui或PC终端Uj的身份是否合法，其并不知道智能终端Ui或PC终端Uj的私有密钥μ，即智能终端Ui或PC终端Uj在不泄露自己的私有密钥μ的前提下，完成了身份的验证；
从而实现了，在不采用硬件USB Key认证方式的情况下，安全认证用户身份的技术效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
一种基于零知识证明的服务器登录认证系统，包括：运行有服务器登录认证系统的云端服务器Sf，运行有服务器登录认证系统的智能终端Ui或PC终端Uj，智能终端Ui或PC终端Uj通过网络通信设备在服务器登录认证系统上与云端服务器Sf实现相互之间的通信连接；
为了防止或避免未经授权的智能终端Ui或PC终端Uj非法对云端服务器Sf进行访问，服务器登录认证系统采用基于零知识证明的验证方法对智能终端Ui或PC终端Uj的用户身份进行验证，并且只有智能终端Ui或PC终端Uj的用户身份通过了服务器登录认证系统的验证，云端服务器Sf才接受智能终端Ui或PC终端Uj的访问请求，否则云端服务器Sf拒绝智能终端Ui或PC终端Uj的访问请求；
云端服务器Sf的服务器登录认证系统与智能终端Ui或PC终端Uj的交互验证方法，包括以下步骤：
步骤一：智能终端Ui或PC终端Uj在云端服务器Sf的服务器登录认证系统上进行用户注册，具体包括：
(1)服务器登录认证系统在注册页面上弹出与智能终端Ui或PC终端Uj进行交互式通信的对话框；
(2)智能终端Ui或PC终端Uj选取两个大的素数λ和γ，计算η＝λ×γ；从[0，η-1]中选取一个私钥μ，计算公钥κ＝μmodη，将η和κ输入至对话框内，即发送给服务器登录认证系统；
其中，μ为私有密钥，该私有密钥为唯一合法的证明密钥，并且仅为智能终端Ui或PC终端Uj单独拥有，即服务器登录认证系统并不知晓私有密钥μ；
步骤二：当智能终端Ui或PC终端Uj向云端服务器Sf发送访问请求时，服务器登录认证系统开始对智能终端Ui或PC终端Uj的身份进行验证，具体的验证过程为：
(1)服务器登录认证系统在验证页面上弹出与智能终端Ui或PC终端Uj进行交互式通信的对话框；
(2)智能终端Ui或PC终端Uj随机选择一个整数R，计算σ＝R2modη，并将σ发送给服务器登录认证系统，即输入到对话框内；
(3)服务器登录认证系统随机生成ξ，并将ξ发送给智能终端Ui或PC终端Uj，即显示在对话框内；
(4)智能终端Ui或PC终端Uj计算ψ＝Rμξ，并传送给服务器登录认证系统，即输入到对话框内；
(5)服务器登录认证系统进行如下验证：ψ2modη是否等于σκξ；
若上述等式成立，证明智能终端Ui或PC终端Uj知悉私有密钥μ，则服务器登录认证系统通过智能终端Ui或PC终端Uj的身份验证，否则就拒绝通过智能终端Ui或PC终端Uj的身份验证；
(5)将步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)构成一轮认证，重复执行ki次，在某一轮验证的执行过程中，智能终端Ui或PC终端Uj没有通过验证，则整个验证过程终止，即智能终端Ui或PC终端Uj未通过服务器登录认证系统的身份验证；
所述的交互式通信对话框具备无痕迹通信功能，即对话框内的所有交互通信内容均没有任何备份记录；
上述的身份验证完成之后，服务器登录认证系统只是知道智能终端Ui或PC终端Uj的身份是否合法，其并不知道智能终端Ui或PC终端Uj的私有密钥μ，即智能终端Ui或PC终端Uj在不泄露自己的私有密钥μ的前提下，完成了身份的验证。
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 (4)

1.一种基于零知识证明的服务器登录认证系统，其特征在于，包括：运行有服务器登录认证系统的云端服务器Sf，运行有服务器登录认证系统的智能终端Ui或PC终端Uj，智能终端Ui或PC终端Uj通过网络通信设备在服务器登录认证系统上与云端服务器Sf实现相互之间的通信连接；
云端服务器Sf的服务器登录认证系统与智能终端Ui或PC终端Uj的交互验证方法，包括以下步骤：
步骤一：智能终端Ui或PC终端Uj在云端服务器Sf的服务器登录认证系统上进行用户注册，具体包括：
(1)服务器登录认证系统在注册页面上弹出与智能终端Ui或PC终端Uj进行交互式通信的对话框；
(2)智能终端Ui或PC终端Uj选取两个大的素数λ和γ，计算η＝λ×γ；从[0，η-1]中选取一个私钥μ，计算公钥κ＝μmodη，将η和κ输入至对话框内，即发送给服务器登录认证系统；
步骤二：当智能终端Ui或PC终端Uj向云端服务器Sf发送访问请求时，服务器登录认证系统开始对智能终端Ui或PC终端Uj的身份进行验证，具体的验证过程为：
(1)服务器登录认证系统在验证页面上弹出与智能终端Ui或PC终端Uj进行交互式通信的对话框；
(2)智能终端Ui或PC终端Uj随机选择一个整数R，计算σ＝R2modη，并将σ发送给服务器登录认证系统，即输入到对话框内；
(3)服务器登录认证系统随机生成ξ，并将ξ发送给智能终端Ui或PC终端Uj，即显示在对话框内；
(4)智能终端Ui或PC终端Uj计算ψ＝Rμξ，并传送给服务器登录认证系统，即输入到对话框内；
(5)服务器登录认证系统进行如下验证：ψ2modη是否等于σκξ；
若上述等式成立，证明智能终端Ui或PC终端Uj知悉私有密钥μ，则服务器登录认证系统通过智能终端Ui或PC终端Uj的身份验证，否则就拒绝通过智能终端Ui或PC终端Uj的身份验证。
2.根据权利要求1所述的基于零知识证明的服务器登录认证系统，其特征在于，所述μ为私有密钥，该私有密钥为唯一合法的证明密钥，并且仅为智能终端Ui或PC终端Uj单独拥有，即服务器登录认证系统并不知晓私有密钥μ。
3.根据权利要求1所述的基于零知识证明的服务器登录认证系统，其特征在于，所述步骤二中：将步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)构成一轮认证，重复执行ki次，在某一轮验证的执行过程中，智能终端Ui或PC终端Uj没有通过验证，则整个验证过程终止，即智能终端Ui或PC终端Uj未通过服务器登录认证系统的身份验证。
4.根据权利要求1所述的基于零知识证明的服务器登录认证系统，其特征在于，所述所述的交互式通信对话框具备无痕迹通信功能，即对话框内的所有交互通信内容均没有任何备份记录。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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