减少模逆计算的ECC密钥交换方法、系统、网络设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法及系统，通过发起并响应互联网密钥交换建立请求；对所述建立请求进行验证，当验证通过后，主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机；所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，直至密钥交换过程完成为止。优点：由于采用了模乘运算算法，只需一次点乘运算，避免了复杂费时的模逆运算，优化了硬件面积，减少了计算时间，开销最小，时间最短，最适合用硬件实现。

【技术实现步骤摘要】
减少模逆计算的ECC密钥交换方法、系统、网络设备及存储介质
本专利技术涉及数据安全
，尤其涉及一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法、系统、网络设备及存储介质。
技术介绍
椭圆曲线密码学，简称ECC，是一种基于椭圆曲线数学理论实现的非对称加密算法，属于已知类型的公钥密码学，其中公钥和私钥的关系基于椭圆曲线在有限域上的代数结构。根据该方法，陷门函数是离散对数在有限域上的解。这个问题在本领域中被称为“离散对数问题”，在有限域上的椭圆曲线的情况下，是“椭圆曲线离散对数问题”，并且已经被证明比其他公钥方法所基于的问题更棘手。相比RSA而言，ECC优势是可以使用更短的密钥，来实现与RSA相当或更高的安全。据研究，160位的ECC密钥将提供与1024位RSA私钥等效的安全级别，210位的ECC密钥将提供与2048位RSA私钥等效的安全级别，以及512位的ECC私钥将提供与15360位RSA私钥等效的安全级别。因此，与RSA-类算法相比，ECC方法的这些更短的密钥长度极大地降低了相关计算的计算成本。在互联网，多媒体等领域需要对创作内容或者个人隐私等内容进行保护时，需要对内容进行加解密。加解密需要对加密的密钥进行保护。为了保护密钥，不能公开的进行传播，而通常采用本地产生密钥的密钥交换方法来保护。密钥交换是一种共享密钥产生机制，通过某种算法，主机不需要公开密钥，从机却可以产生和主机一致的共享密钥。利用ECC的原理，有一种基本的密钥交换方法，比如ECDHKE。利用ECDHKE可以在主机和从机获得一致的密钥。这种方案只需要进行一次点乘运算，因此适合用硬件实现。然而，目前密钥交换方案中需要进行模逆运算，计算量大，计算单元难以复用，计算时间长。针对上述这种情况，本专利技术提出了一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法、系统、网络设备及存储介质，能够有效地对现有技术进行改进，以克服其不足。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法、系统、网络设备及存储介质，以解决现有技术的上述问题，其具体方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法，所述方法包括：发起并响应互联网密钥交换建立请求；对所述建立请求进行验证，当验证通过后，主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机；所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，直至密钥交换过程完成为止。优选地，所述发起并响应互联网密钥交换建立请求，所述方法包括：所述从机通过互联网向所述主机密钥交换发送建立请求，所述主机接收到所述建立请求后预留会话通道，为所述密钥交换建立端到端的密钥会话。优选地，所述主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机，所述方法包括：所述主机通过预留会话通道从所述从机中读取所述公钥，并产生一个随机数；所述主机根据所述公钥与所述随机数求出主机共享密钥，同时将所述主机共享密钥以雅可比坐标形式(Xz，Yz，Zz)存储相应计算结果；所述主机计算主机公钥，并将所述主机公钥以笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)存储计算结果，同时将笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)结果传输至所述从机。优选地，所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，所述方法包括：所述从机接收所述笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)，并根据所述从机私钥与所述笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)通过点乘运算求出从机共享密钥，同时将所述从机共享密钥以雅可比坐标形式(Xc，Yc，Zc)存储计算结果。优选地，所述直至密钥交换过程完成为止，所述方法包括：所述主机从所述从机读取所述Zc，并将所述主机共享密钥部分结果(Xz，Yz)和从机Zc进行投影处理获得(Xh，Yh)；将所述从机雅可比坐标形式部分结果(Xc，Yc)和主机Zz进行投影处理获得(Xs，Ys)，以完成所述密钥交换过程。优选地，将所述主机共享密钥部分结果(Xz，Yz)和从机Zc进行投影处理获得(Xh，Yh)及将所述从机雅可比坐标形式部分结果(Xc，Yc)和主机Zz进行投影处理获得(Xs，Ys)，所述方法包括：所述主机和从机对将所述坐标形式(Xz，Yz)与所述坐标形式(Xc，Yc)按以下置换公式：Xh＝Xz×Zc2,Yh＝Yz×Zc3Xs＝Xc×Zz2,Ys＝Yc×Zz3求取(Xh，Yh)与(Xs，Ys)。优选地，所述方法还包括：所述从机向所述主机发送密钥更新请求信息，该请求信息中包括用于生成新的会话密钥的随机数；所述主机接收所述密钥更新请求信息并进行有效性验证，若所述密钥更新请求信息有效，则生成新的会话密钥。第二方面，本专利技术提供了一种减少模逆计算的ECC密钥交换系统，所述系统包括：请求处理模块，用于发起并响应互联网密钥交换建立请求；认证生成模块，用于对所述建立请求进行验证，当验证通过后，主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机；计算交换模块，用于所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，直至密钥交换过程完成为止。第三方面，本专利技术提供了一种减少模逆计算的ECC密钥交换网络设备，所述网络设备包括：通信总线，用于实现处理器与存储器间的连接通信；存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序以实现如下步骤：发起并响应互联网密钥交换建立请求；对所述建立请求进行验证，当验证通过后，主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机；所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，直至密钥交换过程完成为止。第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。本专利技术的有益效果：本专利技术的一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法、系统、网络设备及存储介质，通过发起并响应互联网密钥交换建立请求；对所述建立请求进行验证，当验证通过后，主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机；所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，直至密钥交换过程完成为止。优点：由于采用了模乘运算算法，只需一次点乘运算，避免了复杂费时的模逆运算，优化了硬件面积，减少了计算时间，开销最小，时间最短，最适合用硬件实现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术减少模逆计算的ECC密钥交换方法一实施例流程示意图。图2是本专利技术减少模逆计算的ECC密钥交换系统一实施例结构示意图。图3是本专利技术减少模逆计算的ECC密钥交换网络设备一实施例结构示意图。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法，其特征在于，所述方法包括：/n发起并响应互联网密钥交换建立请求；/n对所述建立请求进行验证，当验证通过后，主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机；/n所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，直至密钥交换过程完成为止。/n

【技术特征摘要】
1.一种减少模逆计算的ECC密钥交换方法，其特征在于，所述方法包括：
发起并响应互联网密钥交换建立请求；
对所述建立请求进行验证，当验证通过后，主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机；
所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，直至密钥交换过程完成为止。


2.根据权利要求1所述的减少模逆计算的ECC密钥交换方法，其特征在于，所述发起并响应互联网密钥交换建立请求，所述方法包括：
所述从机通过互联网向所述主机密钥交换发送建立请求，所述主机接收到所述建立请求后预留会话通道，为所述密钥交换建立端到端的密钥会话。


3.根据权利要求1所述的减少模逆计算的ECC密钥交换方法，其特征在于，所述主机生成主机密钥，并将相应计算结果发送至从机，所述方法包括：
所述主机通过预留会话通道从所述从机中读取所述公钥，并产生一个随机数；
所述主机根据所述公钥与所述随机数求出主机共享密钥，同时将所述主机共享密钥以雅可比坐标形式(Xz，Yz，Zz)存储相应计算结果；
所述主机计算主机公钥，并将所述主机公钥以笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)存储计算结果，同时将笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)结果传输至所述从机。


4.根据权利要求3所述的减少模逆计算的ECC密钥交换方法，其特征在于，所述从机接收所述计算结果，并根据所述计算结果进行相关计算，所述方法包括：
所述从机接收所述笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)，并根据所述从机私钥与所述笛卡尔坐标形式(xzg，yzg)通过点乘运算求出从机共享密钥，同时将所述从机共享密钥以雅可比坐标形式(Xc，Yc，Zc)存储计算结果。


5.根据权利要求4所述的减少模逆计算的ECC密钥交换方法，其特征在于，所述直至密钥交换过程完成为止，所述方法包括：
所述主机从所述从机读取所述Zc，并将所述主机共享密钥部分结果(Xz，Yz)和从机Zc进行投影处理获得(Xh，Yh)；
将所述从机雅可比坐标形式部分结果(Xc，Yc)和主机Zz进行投影处理获得(Xs，Ys)，以完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：官志勇，刘玉兵，方虹，冯学裕，
申请(专利权)人：晶澄微电子宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33