CZ308885B6 - Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty - Google Patents

Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty Download PDF

Info

Publication number
CZ308885B6
CZ308885B6 CZ2019607A CZ2019607A CZ308885B6 CZ 308885 B6 CZ308885 B6 CZ 308885B6 CZ 2019607 A CZ2019607 A CZ 2019607A CZ 2019607 A CZ2019607 A CZ 2019607A CZ 308885 B6 CZ308885 B6 CZ 308885B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
block
stored
key
server
polynomials
Prior art date
Application number
CZ2019607A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2019607A3 (cs
Inventor
Roman Jašek
Jašek Roman prof. Mgr., Ph.D.
Milan OULEHLA
Milan Ing. Oulehla
Petr Žáček
Petr Ing. Žáček
Jan Krňávek
Krňávek Jan Mgr., Ph.D.
Vladimír Lazecký
Vladimír Ing. Lazecký
Jacek MAKOWSKI
Jacek Ing. Makowski
Tomáš Malík
Tomáš Ing. Malík
Jiří Malík
Jiří Ing. Malík
Original Assignee
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Viavis A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Viavis A.S. filed Critical Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority to CZ2019607A priority Critical patent/CZ308885B6/cs
Priority to US17/762,164 priority patent/US12229310B2/en
Priority to PCT/CZ2019/050040 priority patent/WO2021058042A1/en
Publication of CZ2019607A3 publication Critical patent/CZ2019607A3/cs
Publication of CZ308885B6 publication Critical patent/CZ308885B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3226—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using a predetermined code, e.g. password, passphrase or PIN
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules
    • G06F21/6218—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules to a system of files or objects, e.g. local or distributed file system or database
    • G06F21/6245—Protecting personal data, e.g. for financial or medical purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3247—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials involving digital signatures
    • H04L9/3255—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials involving digital signatures using group based signatures, e.g. ring or threshold signatures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/10—Protecting distributed programs or content, e.g. vending or licensing of copyrighted material ; Digital rights management [DRM]
    • G06F21/105—Arrangements for software license management or administration, e.g. for managing licenses at corporate level
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/33—User authentication using certificates
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
    • G06Q20/382—Payment protocols; Details thereof insuring higher security of transaction
    • G06Q20/3821—Electronic credentials
    • G06Q20/38215—Use of certificates or encrypted proofs of transaction rights
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
    • G06Q20/40—Authorisation, e.g. identification of payer or payee, verification of customer or shop credentials; Review and approval of payers, e.g. check credit lines or negative lists
    • G06Q20/401—Transaction verification
    • G06Q20/4014—Identity check for transactions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/08—Network architectures or network communication protocols for network security for authentication of entities
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
    • H04L9/0838—Key agreement, i.e. key establishment technique in which a shared key is derived by parties as a function of information contributed by, or associated with, each of these
    • H04L9/0847—Key agreement, i.e. key establishment technique in which a shared key is derived by parties as a function of information contributed by, or associated with, each of these involving identity based encryption [IBE] schemes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Bioethics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

Systém máv hardware (1) klienta uložen jednoznačný identifikátor (2), který je přes přenosové prostředí (3) skrze protokol (4) vyšší vrstvy spojen se serverem (5), kde je ve vyhodnocovacím bloku (6) napojen na dosazovací a výpočtový blok (7), a současně soustava (8) w formovaných polynomů uložená v persistentní paměti (9) serveru (5) je rovněž spojena s dosazovacím a výpočtovým blokem (7), jehož výstupem je vypočtený klíč (10). Současně je v hardware (1) klienta uložen lokální klíč (11), který je přes přenosové prostředí (3) skrze protokol (4) vyšší vrstvy spojen se srovnávacím blokem (12) klíčů, na jehož vstup je také napojen vypočtený klíč (10). Srovnávací blok (12) klíčů je skrze svůj kladný výstup (13) i záporný výstup (14) spojen přes přenosové prostředí (3) prostřednictvím protokolu (4) vyšší vrstvy s blokem (15) zpracování odpovědi, uloženým v hardware (1) klienta. Systém při vysoké úrovni zabezpečení poskytuje požadovanou rychlost odezvy i pro velký počet uživatelů a/nebo licencí, a to bez podstatného navýšení nároků na prostorovou/paměťovou náročnost výpočetních prostředků.

Description

Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty
Oblast techniky
Vynález se týká systému pro ověření identity a licencí pro dostupnost a nakládání se zabezpečenými daty, která jsou vázána selektivním nebo placeným přístupem. Řešení je přednostně určeno pro práci s vysoce citlivými daty, jako jsou vojenské a policejní aplikace, dále například autorizace bankovních operací, licence softwarových produktů, zabezpečení vstupů do budov a další analogické aplikace.
Dosavadní stav techniky
Dosud známé a používané systémy zabezpečení chráněných souborů nebo pro autentizaci klientů či licencí jsou založeny například na systému elektronického podpisu, kvalifikovaného certifikátu a podobně. Tyto systémy využívají k zabezpečení převážně metod standardní asymetrické kryptografie, která je založena na principu diskrétního logaritmu nebo na faktorizaci velkých čísel. Přitom se uplatňuje využití polynomů ve standardním tvaru
Pi(x) = qp-ixř'1 + qP-2xř~2 + ... + q?x2 + qix + qoStandardní polynomy nejsou dobře použitelné pro vyšší hodnoty proměnné p (počet uživatelů a/nebo licencí), vzhledem ktomu, že počet členů, hodnoty koeficientů polynomu i hodnoty jednotlivých exponentů neúnosně narůstají. Tím se značně zvyšují nároky na práci systému a úměrně tomu i čas odezvy, potřebný pro komplexní zabezpečení. Dalším negativním důsledkem při potřebě použití polynomů vysokých stupňů je prostorová/paměťová náročnost daná nutností udržovat takové polynomy v persistentní paměti příslušných výpočetních prostředků.
Náhradní řešení eliminující či redukující tyto nevýhody jsou vedena v podstatě dvěma směry. Jedním z nich je snaha urychlit výpočet polynomu pomocí tzv. Homerova schématu. Tento způsob řešení sice vede k částečnému urychlení procesu autentizace/autorizace, ale neodstraňuje problém související s velkým počtem parametrů.
Druhou navrhovanou cestou zjednodušení a zrychlení procesu verifikace je omezení polynomu na výrazně nižší stupeň. Tímto způsobem je sice možno dosáhnout časového i kapacitního odlehčení celého procesu, současně však je otevřena vyšší možnost neoprávněného vstupu, neboť koeficienty takového redukovaného polynomu lze odhadnout například pomocí Newtonovy interpolace.
Úkolem vynálezu je vytvořit takový systém pro ověření identity a licencí při práci se zabezpečenými daty, který při vysoké úrovni zabezpečení poskytuje požadovanou rychlost odezvy i pro velký počet uživatelů a/nebo licencí (pro vysoké hodnoty proměnné p), ato bez podstatného navýšení nároků na prostorovou/paměťovou náročnost výpočetních prostředků.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých zabezpečovacích systémů do značné míry odstraňuje systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá vtom, že systém má v hardware klienta uložen jednoznačný identifikátor, spojený přes přenosové prostředí skrze protokol vyšší vrstvy se serverem, kde je ve vyhodnocovacím bloku napojen na dosazovací a výpočtový blok. S dosazovacím a výpočtovým blokem je současně spojena také soustava w formovaných polynomů uložená v persistentní paměti serveru; přitom výstupem dosazovacího a výpočtového blokuje vypočtený klíč. V hardware klienta je zároveň uložen lokální klíč, který je přes přenosové prostředí skrze protokol vyšší vrstvy spojen
-1 CZ 308885 B6 se srovnávacím blokem klíčů, na jehož vstup je také napojen vypočtený klíč; srovnávací blok klíčů má kladný výstup i záporný výstup spojený přes přenosové prostředí prostřednictvím protokolu vyšší vrstvy s blokem zpracování odpovědi, který je uložen v hardware klienta.
Systém ověření identity a licencí podle vynálezu má s výhodou ve vyhodnocovacím bloku před dosazovací a výpočtový blok předřazen vyhledávací blok, do nějž je společně s jednoznačným identifikátorem připojen blok matice x-mat, uložený v persistentní paměti serveru, přičemž vyhledávací blok je společně se soustavou w formovaných polynomů připojen k dosazovacímu a výpočtovému bloku.
Systém ověření identity a licencí podle vynálezu má s výhodou v persistentní paměti serveru uloženou permutaci p, která je spojena s vypočteným klíčem, s nímž je současně spojen také blok matice x-mat.
Hlavní předností systému ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty podle vynálezu je mimořádné zjednodušení výpočtu/zpracování vstupních dat uživatele a s tím spojené velmi rychlé a zároveň bezpečné přihlášení do chráněného systému vysoce citlivých dat. Je to umožněno charakterem zde užívaného polynomu, kdy dalším důsledkem a významným přínosem takto dosaženého odlehčení výpočetní kapacity zabezpečovacího systému je možnost prakticky libovolného navýšení počtu uživatelů/licencí - řádově v milionech - bez patrného dopadu na délku odezvy systému. Bezpečnost systému podle vynálezu je navíc posílena tím, že klíče a licence jsou rozděleny do dvou částí a verifikace probíhá vzdáleně na serveru. Bezpečnost systému je dále navýšena tím, že pokus o neoprávněnou manipulaci s jedním sloupcem matice v bloku matice xmat vyvolá zablokování několika jiných lokálních klíčů.
Objasnění výkresů
K přiblížení podstaty zabezpečovacího systému podle vynálezu slouží jeho znázornění na přiložených výkresech, kde značí:
- obr. 1 - schéma systému podle příkladu 1 - základní provedení,
- obr. 2 - schéma systému podle příkladu 2 - výhodné provedení,
- obr. 3 - schéma systému podle příkladu 3 - optimální provedení,-
- obr. 4 - standardní polynom pro hodnotup = 1009 (ve formátu pdf),
- obr. 5 - grafické srovnání výpočetní náročnosti u systému dle příkladu 3 a S,
- obr. 6 - grafické znázornění vztahu bitové bezpečnosti a velikosti prvočísla p.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Jak je zřejmé z obr. 1, tento systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty má v hardware 1 klienta uložen jednoznačný identifikátor 2, který je přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy spojen se serverem 5, kde je ve vyhodnocovacím bloku 6 napojen na dosazovací a výpočtový blok 7. Soustava 8 w polynomů uložená v persistentní paměti 9 serveru 5 je rovněž spojena s dosazovacím a výpočtovým blokem 7, jehož výstupem je vypočtený klíč 10. V hardware 1 klienta je zároveň uložen lokální klíč 11, který je přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy spojen se srovnávacím blokem 12 klíčů, na jehož vstup je také napojen
- 2 CZ 308885 B6 vypočtený klíč 10. Srovnávací blok 12 klíčů má kladný výstup 13 i záporný výstup 14 spojený přes přenosové prostředí 3 prostřednictvím protokolu 4 vyšší vrstvy s blokem 15 zpracování odpovědi, který je rovněž uložen v hardware 1 klienta.
Tento systém pracuje tak, že z hardware 1 klienta je vyslán jednoznačný identifikátor 2 přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy na server 5, konkrétně do vyhodnocovacího bloku 6. Vyhodnocovací blok 6 dosadí transformovaný jednoznačný identifikátor 2 do dosazovacího a výpočtového bloku 7 jako proměnné do soustavy 8 w polynomů. Na základě výsledků po dosazení do soustavy 8 w polynomů vytvoří vypočtený klíč 10. Ten je ve srovnávacím bloku 12 klíčů porovnán s lokálním klíčem 11, který je získán přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy od hardware 1 klienta. V případě kladného výstupu 13 je ověření úspěšné, v opačném případě je ověření zamítnuto. Výsledek ověření získaný přes kladný výstup 13 nebo záporný výstup 14 je přenosovým prostředím 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy předán do bloku 15 zpracování odpovědi, který je rovněž uložen v hardware 1 klienta.
Řešení popsané v příkladu 1 poskytuje ve srovnání se stávajícími systémy zabezpečení vysokou rychlost odezvy i pro vysoké hodnoty proměnné p (počet uživatelů a/nebo licencí), a to bez podstatného navýšení nároků na prostorovou/paměťovou náročnost výpočetních prostředků. Využití konečných těles, které bude blíže popsáno v závěrečné části příkladu 3, zabraňuje podvodnému vložení dalšího uživatele/licence, což je významný bezpečnostní rys navrhovaného systému.
Příklad 2
Jak je zřejmé z obr. 2, tento systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty má v hardware 1 klienta také uložen jednoznačný identifikátor 2, lokální klíč 11 i blok 15 zpracování odpovědi. Server 5 opět obsahuje vyhodnocovací blok 6, ve kterém je dosazovací a výpočtový blok 7 s výstupem - vypočteným klíčem 10 spojeným se srovnávacím blokem 12 klíčů. V persistentní paměti 9 serveru 5 uložená soustava 8 w polynomů je rovněž spojena s dosazovacím a výpočtovým blokem 7. Také následná struktura jeho výstupních vazeb od srovnávacího bloku 12 klíčů až k bloku 15 zpracování odpovědi je shodná jako v příkladu 1.
Tento systém má navíc ve vyhodnocovacím bloku 6 před dosazovací a výpočtový blok 7 předřazen vyhledávací blok 16, do něj ž j e společně s j ednoznačným identifikátorem 2 připoj en blok 17 matice x-mat, uložený v persistentní paměti 9 serveru 5; přitom vyhledávací blok 16 je společně se soustavou 8 w polynomů připojen k dosazovacímu a výpočtovému bloku 7.
Tento systém pracuje tak, že z hardware 1 klienta je vyslán jednoznačný identifikátor 2 přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy na server 5, konkrétně do vyhodnocovacího bloku 6. Vyhodnocovací blok 6 vyhledá v bloku 17 matice x-mat příslušný sloupec. Hodnoty prvků z vyhledaného sloupce dosazovací a výpočtový blok 7 dosadí jako proměnné do soustavy 8 w polynomů. Na základě výsledků po dosazení do soustavy 8 w polynomů vytvoří vypočtený klíč 10. Ten je ve srovnávacím bloku 12 klíčů porovnán s lokálním klíčem 11. který je získán přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy od hardware 1 klienta. V případě kladného výstupu 13 je ověření úspěšné, v opačném případě je ověření zamítnuto. Výsledek ověření získaný přes kladný výstup 13 nebo záporný výstup 14 je přenosovým prostředím 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy předán do bloku 15 zpracování odpovědi, který je rovněž uložen v hardware 1 klienta.
Díky zařazení bloku 17 matice x-mat se do vyhodnocovacího bloku 6 nedosazuje přímo transformovaný jednoznačný identifikátor 2, ale na jeho základě je vyhledán v bloku 17 matice xmat příslušný sloupec, který je pak dosazen do soustavy 8 w polynomů. Uvedené řešení dále zvyšuje úroveň bezpečnosti, aniž by se zvyšovala výpočetní náročnost.
-3CZ 308885 B6
Příklad 3
Jak je zřejmé z obr. 3, tento systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty obsahuje všechny součásti uvedené v příkladu 2 ve stejném uspořádání a se shodnými vazbami. Navíc má tento systém v persistentní paměti 9 serveru 5 uloženou permutaci p 18, která je spojena s vypočteným klíčem 10, se kterým je současně spojen také blok 17 matice x-mat.
Tento systém pracuje tak, že z hardware 1 klienta je vyslán jednoznačný identifikátor 2 přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy na server 5, konkrétně do vyhodnocovacího bloku 6. Vyhodnocovací blok 6 vyhledá v bloku 17 matice x-mat příslušný sloupec. Hodnoty prvků z vyhledaného sloupce dosadí dosazovací a výpočtový blok 7 jako proměnné do soustavy 8 w polynomů. Na základě permutace p 18 a výsledků po dosazení do soustavy 8 w polynomů jsou vyhledány v bloku 17 matice x-mat příslušné hodnoty, které tvoří vypočtený klíč 10. Ten je ve srovnávacím bloku 12 klíčů porovnán s lokálním klíčem 11. který je získán přes přenosové prostředí 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy od hardware 1 klienta. V případě kladného výstupu 13 je ověření úspěšné, v opačném případě je ověření zamítnuto. Výsledek ověření získaný přes kladný výstup 13 nebo záporný výstup 14 je přenosovým prostředím 3 skrze protokol 4 vyšší vrstvy předán do bloku 15 zpracování odpovědi, který je rovněž uložen v hardware 1 klienta.
Výše uvedené řešení představuje optimální provedení systému ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty. Díky využití permutace p 18 současně s blokem 17 matice x-mat je tato matice chráněna před škodlivou manipulací, protože neoprávněná manipulace s jedním sloupcem zneplatní více lokálních klíčů. To má za následek zvýšení bezpečnosti oproti řešení uvedeném v příkladu 2.
Systémy ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty podle vynálezu využívají k výpočetním/ověřovacím operacím specificky vytvořené polynomy, které budou dále nazývány formované polynomy.
Formované polynomy jsou vytvořeny nahrazením běžných koeficientů q, užívaných ve standardním polynomu, pomocí sestavy koeficientů a, b, přičemž formované polynomy mají zásadně odlišný způsob/formu zápisu a také výpočtu než standardní polynomy. Formovaný polynom má méně členů než standardní polynom a jeho výpočet má konstantní počet cyklů bez ohledu na zvyšující se hodnoty p (počet uživatelů a/nebo licencí), což významně zkracuje a zrychluje ověřovací operace. Při výpočtu formovaných polynomů systém pracuje s podstatně schůdnějšími hodnotami koeficientů a exponentů, a to - zejména pokud jde o exponenty - značně snižuje výpočetní náročnost. Tím se šetří čas operace i kapacita výpočetních prostředků.
Uvedené účinky z hlediska zrychlení/zjednodušení výpočtu jsou tím zřetelnější, čím vyšší je počet uživatelů/licencí/subsystémů, zapojených do systému. Podstatný je přínos již při hodnotě p = 37 a s navyšováním tohoto počtu úspora pracovního času i kapacity mimořádně rychle narůstá (viz obr. 5). Při vysokých hodnotáchp je úspora natolik mimořádná, že by formované polynomy mohly být nazývány „magickými polynomy“.
Příklad S - srovnávací
Pro názornost se uvádí příklad stávajícího zabezpečovacího systému pro podobné účely, pracujícího na bázi polynomů ve standardním tvaru:
Pi(x) = qp-ixf'1 + qP-2xř~2 + ... + q?x2 + qix + qoDále budou uvedeny příkladné zápisy standardních polynomů pro různé hodnoty p.
Roznásobený polynom (standardní tvar) nad tělesem Z101:
-4CZ 308885 B6 (χ) = 25x100 + 73x + 92x98 + 48x97 + 83x96 + 100x95 + 75x94 + 83x92 + 17x91 + 93x90 + 30x89 + 74x88 + 40x87 + 25x86 + 38x85 + 78x84 + 73x83 + 69x82 + 91x81 + 4χ«0 + 84x79 + 4χ78 + 61χ77 + 98χ76 + ]9χ75 + 100χ74 + 91χ73 + 5χ72 + 69x71 + 36x70 + 91x69 + 76x68 + 81x67 + 53x66 + 81x65 + 91x64 + 82x63 + 86x62 + 87x61 + 59x60 + 3x59 + 38x58 + 94x57 + 84x56 + 57x55 + 20x54 + 97x53 + 31 x52 + 21 x51 + 3Ox50 + llx49 + 93x48 + 26x47 + 70x46 + 26x45 + 19x44 + 73x43 + 99x42 + 52x41 + 19x40 + 80x39 + 55x38 + 51x37 + 22x36 + 41 x35 + 75x34 + 28x33 + 19x32 + 17x31 + 95x30 + 32x29 + 91 x28 + 64x27 + 79x26 + 13x25 + 86x24 + 45x23 + 26x22 + 42x21 + 87x20 + 23x19 + 52x18 + 3x17 + 6x16 + 87x15 + 78x14 + 89x13 + 44x12 + 45X11 + 16x10 + 38x9 + 2x8 + 25x7 + 15x6 + 7x5 + 94x4 + 15x2 + 55x + 39
Roznásobený polynom (standardní tvar) nad tělesem Z311:
p(x) = 18x302 + 8x301 + 122x300 + 6x299 + 198x298 + 20x297 + HOx296 + 92x295 + 64x294 + 149x293 + 269x292 + 304x291 + 2 78x290 + 36x289 + 117x288 + 304x287 + 223x286 + 193x285 + 123x284 + 44x283 + 88x282 + 60x281 + 122x280 + 302x279 + 16x278 + 27 lx277 + 23 7x276 + 73x275 + 55x274 + 192x273 + 250x272 + 186x271 + 17lx270 + 2x269 + 124x268 + 28x267 + 23 7x266 + 256x265 + 42x264 + 155x263 + 194x262 + 176x261 + 145x260 + 189x259 + 51x258 + 208x257 + 21 6x256 + 124x255 + 308x254 + 119x253 + 190x252 + 196x251 + 13Ox250 + 292x249 + 244x248 + 2 78x247 + 132x246 + 59x245 + 168x244 + 175x243 + 238x242 + 178x241 + 235x240 + 58x239 + 226x238 + 267x237 + 104x236 + 29x235 + 161x234 + 291x233 + 162x232 + 231 x231 + 123x230 + 15x229 + 49x228 + 92x227 + 30 7x226 + 47x225 + 60x224 + 257x223 + 97x222 + 38x221 + 139x220 + 6x219 + 68x218 + 142x217 + 114x216 + 145x215 + 17lx214 + 22x213 + 93x212 + llx211 + 21 6x210 + 68x209 + 147x208 + 269x207 + 43x206 + 261x205 + 82x204 + 64x203 + 2O3x202 + 287x201 + 2O 7x200 + 38x199 + 158x198 + 56x197 + 162x196 + 103x195 + 217x194 + 108x193 + 308x192 + 230x191 + 278x190 + 114x189 + 131x188 + 169x187 + 87x186 + 50x185 + 232x184 + 88x183 + 166x182 + 182x180 + 29lx178 + 157x177 + 234x176 + 299x175 + 118x174 + 58x173 + 283x172 + 20x171 + 2O8x170 + 175x169 + 165x168 + 157x167 + 190x166 + 96x165 + 43x164 + 36x163 + 41x162 + 153x161 + 151x160 + 173x159 + 190x158 + 291x157 + 294x156 + 58x155 + 217x154 + 128x153 + 178x152 + 174x151 + 88x150 + 96x149 + 172x148 + 122x147 + 189x146 + 113x145 + 113x144 + 48x143 + 282x142 + 310x141 + 241x140 + 245x139 + 186x138 + 57x137 + 174x136 + 178x135 + 78x134 + 151x133 + 125x132 + 26x131 + 37x130 + 46x129 + 243x128 + 95x127 + 146x126 + 23 7x125 + 223x124 + 14x123 + 153x122 + 282x121 + 17Ox120 + 23 7x119 + 128x118 + 33x117 + 31x116 + 144x115 + 37x114 + 177x113 + 195x112 + 181X110 + 2O6x109 + 225x108 + 81x107 + 128x106 + 173x105 + 31Ox104 + 94x103 + 197x102 + 16Ox101 + 75x100 + 243x + 18x98 + 108x97 + 27x96 + 126x95 + 19 lx94 + 89x93 + 62x92 + 37x91 + 133x90 + 9x89 + 95x88 + 157x87 + 100x86 + 2 73x85 + 164x84 + 276x83 + 147x82 + 125x81 + 6x80 + 191x79 + 159x78 + 205x77 + lllx76 + 143x75 + 34x74 + 210x73 + 78x72 + 141x71 + x70 + 26x69 + 252x68 + 138x67 + 66x66 + 142x65 + 161x64 + 44x63 + 240x62 + 187x61 + 53x60 + 281x59 + 125x58 + 118x57 + 263x56 + 237x55 + 241x54 + 304x53 + 109x52 + 17x51 + 27lx50 + 53x49 + 30x48 + 267x47 + 77x46 + 165x45 + 106x44 + 39x43 + 248x42 + 273x41 + 172x40 + 231x39 + 217x38 + 24 7x37 + 156x36 + 302x35 + 286x34 + 31x33 + 56x32 + 201x31 + 21 lx30 + 230x29 + 186x28 + 187x27 + 204x26 + 229x25 + 137x24 + llx23 + 17 lx22 + 221x21 + 109x20 + 28x19 + 239x18 + 194x17 + 243x16 + 299x15 + 91x14 + 99x13 + 257x12 + 32xn + 8x10 + 109x9 + 250x8 + 217x7 + 142x6 + 183x5 + 90x4 + 269x3 + 189x2 + 153x + 198.
Roznásobený polynom (standardní tvar) nad tělesem Z1009 je vzhledem kjeho rozsahu a objemu dat uveden samostatně jako příloha ve formátu pdf - viz obr. 4. Z obrázku, který názorně
-5CZ 308885 B6 ilustruje složitost výrazu, je zřejmá náročnost výpočtu hodnoty standardního polynomu, jak z hlediska kapacity výpočetních prostředků, tak také dopad složitosti na rychlost výpočtu a odezvu systému.
Na rozdíl od standardních polynomů s právě uvedenými problémy a nedostatky využití formovaných polynomů v systému podle vynálezu umožňuje rychlé výpočty, které mají konstantní počet cyklů i pro velké množství uživatelů, licencí a subsystémů. Na obr. 5 je znázorněno srovnání výpočetní náročnosti hodnot formovaných polynomů (příklad 3) a polynomů ve standardním tvaru (příklad S). Graf názorně ukazuje úsporu času odezvy i odlehčení kapacity výpočetních prostředků zejména při vyšších hodnotách p.
Navzdory výpočetní rychlosti bezpečnost zůstává u systému podle vynálezu stále na vysoké úrovni. Z hlediska bezpečnosti je přínosné, že serverové klíče pro uživatele/licenci/subsystém jsou reprezentovány sloupci v bloku 17 matice x-mat uložené na serveru 5, přičemž vypočtený klíč 10 v případě využití permutace p 18 není přímým výsledkem výpočtu samotných formovaných polynomů, ale je podle nich následně vyhledán v bloku 17 matice x-mat. Výsledky polynomů ani vypočítané klíče nesmí být uloženy na serveru. Je tedy obtížné odvodit blok 17 matice x-mat z polynomů a lokálních klíčů 11, pokud by byly odcizeny.
Bezpečnost systému podle vynálezu je demonstrována na obr. 6, který znázorňuje vztah bitové bezpečnosti a velikosti prvočísla p. Vyjádření bitové bezpečnosti znamená konzervativní odhad počtu formovaných polynomů vzhledem ke zvolenému prvočíslu p, kdy bitová bezpečnost je vypočtena z předpokladu využití útoku hrubou silou, a tedy vyzkoušení všech různých kombinací. Pro 128bitový klíč se jedná o 2128 kombinací; pokud budeme volit prvočíslo p = 31, pak počet různých formovaných polynomů je porovnatelný s počtem kombinací klíčů délky 121 bitů, tedy přibližně 2121. V bezpečnosti symetrické kryptografie lze považovat klíče s délkou 128 bitů za bezpečné, k čemuž se p = 31 pouze přibližuje, ale hned další prvočíslo 37 o hodnotu přesahuje, konkrétně má bitovou bezpečnost 131 bitů. Pokud se podíváme na prvočíslo 10007, tak lze bitovou bezpečnost připodobnit 390 bitům. Tuto hodnotu lze v současné době považovat za dostatečně bezpečnou s ohledem na existenci kvantových počítačů, kde se uvažuje snížení bitové bezpečnosti na polovinu. Navíc je nutné si uvědomit, že bitová bezpečnost je vztažena pouze k jednotlivým formovaným polynomům, nikoliv k celé soustavě w polynomů, se kterou systém podle vynálezu pracuje a která je ve svých výhodných variantách bezpečnější.
Průmyslová využitelnost
Systém pro ověření identity a licencí pro práci se zabezpečenými daty podle vynálezu je určen pro generování a ověřování unikátních licenčních či identifikačních klíčů, určených pro potvrzení platnosti softwarových licencí či jedinečnou identifikaci uživatele, prvků internetu věcí, užití systémů spojených s rozhodovacími pravomocemi, ať už ve vojenství nebo v bankovním sektoru. Systém tedy najde uplatnění zejména pro verifikaci uživatelů elektronických datových systémů s mimořádně vysokou potřebou bezpečnosti a zároveň velmi rychlé odezvy, jako jsou systémy pro vojenské účely, bezpečnostní složky, integrovaný záchranný systém a další související oblasti. Nabízí se však jeho využití také v civilních aplikacích, například pro zabezpečení budov, ale i pro běžné účely, jako jsou vstupenky, jízdenky a podobné aplikace.
-6CZ 308885 B6

Claims (3)

1. Systém pro ověření identity a licencí při vstupu a práci s elektronickým souborem vysoce citlivých dat, zahrnující přístupové hardwarové zařízení klienta s vloženým identifikátorem a klíčem, které je připojeno přes přenosové prostředí k zabezpečenému serveru, vyznačující se tím, že má v hardware (1) klienta uložen jednoznačný identifikátor (2), který je přes přenosové prostředí (3) skrze protokol (4) vyšší vrstvy spojen se serverem (5), kde je ve vyhodnocovacím bloku (6) napojen na dosazovací a výpočtový blok (7), a současně soustava (8) w formovaných polynomů uložená v persistentní paměti (9) serveru (5) je rovněž spojena s dosazovacím a výpočtovým blokem (7); výstupem dosazovacího a výpočtového bloku (7) je vypočtený klíč (10); současně je v hardware (1) klienta uložen lokální klíč (11), který je přes přenosové prostředí (3) skrze protokol (4) vyšší vrstvy spojen se srovnávacím blokem (12) klíčů, na jehož vstup je také napojen vypočtený klíč (10); srovnávací blok (12) klíčů je skrze svůj kladný výstup (13) i záporný výstup (14) spojen přes přenosové prostředí (3) prostřednictvím protokolu (4) vyšší vrstvy s blokem (15) zpracování odpovědi, uloženým v hardware (1) klienta.
2. Systém pro ověření identity a licencí uživatelů podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve vyhodnocovacím bloku (6) je před dosazovací a výpočtový blok (7) předřazen vyhledávací blok (16), do nějž je společně s jednoznačným identifikátorem (2) připojen blok (17) matice x-mat, uložený v persistentní paměti (9) serveru (5), přičemž vyhledávací blok (16) je společně se soustavou (8) w formovaných polynomů připojen k dosazovacímu a výpočtovému bloku (7).
3. Systém pro ověření identity a licencí uživatelů podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v persistentní paměti (9) serveru (5) je uložena permutace p (18), která je spojena s vypočteným klíčem (10), s nímž je současně spojen také blok (17) matice x-mat.
CZ2019607A 2019-09-26 2019-09-26 Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty CZ308885B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019607A CZ308885B6 (cs) 2019-09-26 2019-09-26 Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty
US17/762,164 US12229310B2 (en) 2019-09-26 2019-09-27 Identity and license verification system for working with highly sensitive data
PCT/CZ2019/050040 WO2021058042A1 (en) 2019-09-26 2019-09-27 Identity and license verification system for working with highly sensitive data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019607A CZ308885B6 (cs) 2019-09-26 2019-09-26 Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019607A3 CZ2019607A3 (cs) 2021-04-14
CZ308885B6 true CZ308885B6 (cs) 2021-08-04

Family

ID=68581111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019607A CZ308885B6 (cs) 2019-09-26 2019-09-26 Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12229310B2 (cs)
CZ (1) CZ308885B6 (cs)
WO (1) WO2021058042A1 (cs)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110296188A1 (en) * 2010-05-31 2011-12-01 Sakumoto Koichi Authentication device, authentication method, program, and signature generation device
US20180241548A1 (en) * 2015-02-25 2018-08-23 Secret Double Octopus Ltd Method and system for authenticating and preserving the integrity of communication, secured by secret sharing
US20190019366A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-17 AO Kaspersky Lab System and method of determining ballots of voters collected with the aid of electronic balloting

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4878246A (en) * 1988-05-02 1989-10-31 Pitney Bowes Inc. Method and apparatus for generating encryption/decryption key
JP4612027B2 (ja) 2007-09-03 2011-01-12 村田機械株式会社 署名システム
EP2101276A1 (en) 2008-03-10 2009-09-16 Aceinc Pty. Limited Data access and user identity verification
CN105450400B (zh) * 2014-06-03 2019-12-13 阿里巴巴集团控股有限公司 一种身份验证方法、客户端、服务器端及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110296188A1 (en) * 2010-05-31 2011-12-01 Sakumoto Koichi Authentication device, authentication method, program, and signature generation device
US20180241548A1 (en) * 2015-02-25 2018-08-23 Secret Double Octopus Ltd Method and system for authenticating and preserving the integrity of communication, secured by secret sharing
US20190019366A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-17 AO Kaspersky Lab System and method of determining ballots of voters collected with the aid of electronic balloting

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Michel Daydé, José M.L.M. Palma, Álvaro L.G.A. Couthino, Esther Pacitti, João Correia Lopes: High Performance Computing for Computational Science - VECPAR 2006: 7th International Conference, Rio de Janeiro, Brazil, June 10-13, 2006 *

Also Published As

Publication number Publication date
US12229310B2 (en) 2025-02-18
WO2021058042A1 (en) 2021-04-01
US20220374545A1 (en) 2022-11-24
CZ2019607A3 (cs) 2021-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104488219B (zh) 用于在射频识别标签和读取设备之间进行安全通信的方法和系统
US12418422B2 (en) Blockchain transaction security
US11361312B2 (en) System and methods for point to point encryption and tokenization using a mobile device
Kasgar et al. A review paper of message digest 5 (MD5)
CN106446667A (zh) 一种密码数据处理方法、装置及设备
CN115276978A (zh) 一种数据处理方法以及相关装置
CZ308885B6 (cs) Systém ověření identity a licencí pro práci s vysoce citlivými daty
WO2018100740A1 (ja) 暗号文照合システム及び暗号文照合方法
US7778931B2 (en) Method and a system for securing processing of an order by a mobile agent within a network system
US12314351B2 (en) Network communication using proof of presence
US20120148051A1 (en) Method for generating an identifier
CN111490876A (zh) 一种基于usb key的通信方法和usb key
CZ307787B6 (cs) Způsob vytváření autorizovaného elektronického podpisu oprávněné osoby a zařízení k provádění tohoto způsobu
Sheshasaayee et al. Digital signatures security using cryptography for industrial applications
EP1129436A1 (en) A method of encryption and apparatus therefor
Peeran et al. E-governance security via public key cryptography using elliptic curve cryptography
CN114286340B (zh) 基于量子计算的鉴权方法、计算机装置和存储介质
WO2017117357A1 (en) System and method for data security
Wu et al. VORTEX: Real-Time Off-Chain Payments and Cross-Chain Swaps for Cryptocurrencies
EP2842290B1 (en) Method and computer communication system for the authentication of a client system
WO2018057599A1 (en) System and methods for point to point encryption and tokenization in a hosted environment
CN120675883A (zh) 模型推理方法、模型加密方法、电子设备和存储介质
Chang Enhancing Blockchain Security: An Analysis of Encryption Technologies and Future Directions
Timouhin et al. Faster RFID Authentication Scheme Based on ECC for Improving the Security in IoT Environment
Ruiz Alcalá A secure vault setup for a crypto wallet