一种减少ＲＳＡ密钥变量存储空间的方法，属信息安全和网络安全的技术领域。本发明专利技术的技术方案利用模数Ｎ、公钥ＰＫ和私钥ＳＫ，两个大素数Ｐ和Ｑ，以及９个变量三者之间的关系，生成长度总和为１０６比特的９个变量，把ＲＳＡ密码系统密钥变量的存储空间减少到使其能用在以存储容量为１０６比特的磁条卡作为用户身份认证的ＥＦＴ和ＰＯＳ机等系统中的程度。该方法有以下优点：将生成的９个变量存储在磁条卡上的长度为１０６比特的磁条卡上，可制得适于与ＥＦＴ和ＰＯＳ机等系统联用的、既安全又能抵抗小指数攻击的用户身份认证卡或信息认证卡。
【技术实现步骤摘要】
一种减少RSA密钥变量存储空间的方法
本专利技术涉及一种减少RSA密钥变量存储空间的方法，属信息安全和网络安全的
技术介绍
随着全球性信息化浪潮的出现，信息安全和网络安全日益受到人们的关注。信息安全和网络安全技术的应用已深入到大型、关键性业务系统如EFT和POS机系统(electronic fund transfer and point of salessystems)等。然而对于用小容量存储设备的系统而言，由于计算能力的限制和存贮设备介质不能存储大数据的物理特性，这些技术的应用受到了限制。公钥密码算法是Difte和Hellman在1976年提出的。他们利用一种特别的数学变换，幂运算，提出基于离散对数难题的密钥分配协议。用户进行两次模幂运算，就可以得到与其相关的一方的相同的密钥。由于这个变换是单向的，所以无法用于加密和解密。在美国专利US 4,218,582的中，Hellman和Merkle利用Difte和Hellman的结果提出一种消除安全信息通道的方法。1978年，Rivest，Shanir和Adleman提出公钥加密算法RSA，同时还提出数字签名，即电子签名的概念。他们为该算法申请了美国专利，并获得授权，专利号为US 4,405,829。该算法是利用两个大素数相乘，得出一个模数N，取一个公钥e，然后通过这两个大素数计算出私钥d，公开公钥e和模数N。这样，如果用户A要给公钥为e和模数为N的用户B发送消息M的话，则只需用模数N和公钥e对消息M进行模幂运算，得到密文C。用户B接到密文C后，用私钥d进行解密。上述过程的逆向运算正好可以用来做电子签名，以证实消息M的完整性、可认证性和不可否认性，因为私钥d只有用户B一人知道。-->由于公钥密码的密钥量巨大，在卡上认证系统里公钥密码一直未被看好。在美国专利US 4,438,824中，Mueller-Schloer用附加数据卡的办法提出了一个身份验证系统。在该系统里，多个终端与安全服务站相连，每个终端都有一个CPU、内存、读卡器和合数模。CPU通过合数模控制数据的加密和解密。而安全服务站的工作也类似，以此来进行验证，这个系统同时兼容了美国数据加密标准算法DES和公钥加密算法RSA。但在商业上，这个系统至今仍未被EFT和POS机系统所接受。因为这些系统采用容量很小的磁条卡作存储介质，来存储私人鉴别号码(PIN)，以认证用户身份的合法性。在80年代末和90年代初，人们开始寻求解决将密钥变量存储在小容量存储介质上的办法。在美国专利US 4,408,203中，Canpbell用对称密码(私钥密码)的算法，提出了一个解决法方案。此外，在美国专利US 4,423,287中，Zeidler用一次密钥的方法解决EFT和POS机系统的用户身份认证问题。由于受到磁条卡的容量限制，人们(包括Canpbell和Zeidler)始终没能将更安全的RSA应用到EFT和POS机系统上去。目前安全的RSA合数模是1024比特的整数，而银行等机构的磁条卡上的3个磁道只能存放316，160和432比特的信息，这对于长度为1024比特的合数模、公钥、私钥都是远远不够的。美国专利US4,736,423虽公开了一个400比特的算法，但由于该算法本身的局限性，该算法无法推广到长度为1024比特的RSA上，而且当时小指数攻击方面的技术没有出现，在今天看来，这个方法可能是完全不安全的。所以对公钥密码系统在银行或金融系统的应用，主要取决于两个因素的发展，即要么大容量的存储技术出现，要么找到一种减少密钥存储空间的技术。由于存储技术的局限性，主要的出路便是发展减少密钥存储空间的技术。从实用和安全的角度来看，这又是一对矛盾。因此既安全又密钥存储空间小的密钥生成技术更是重中之重了。-->
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种减少RSA密钥变量存储空间的方法，即减少RSA密钥变量存储空间的算法。该方法是一项生成既安全、密钥存储空间又小的密钥的技术，有以下优点：能为用小容量存储器，磁条卡的金融电子系统，如EFT和POS机系统等生成用于身份认证、鉴别和消息认证所需的高强度密码。本专利技术采用以下技术方案使上述的技术问题得到解决。根据目前EFT和POS机系统用磁条卡进行身份认证的特点，为满足RSA安全性的要求：RSA密钥变量的长度应为3072比特，其中，公钥PK、私钥SK和模数N各占1024比特；密钥：公钥PK和私钥SK应能抵抗小指数攻击。本专利技术的技术方案先将存储在磁条卡上的106比特的身份认证信息分成9个变量，其中两个变量的长度分别为16和20比特，其余变量的长度均为10比特；接着利用本专利技术的技术方案提供的算法生成所述的9个变量和求出两个大素数P和Q；用两个大素数P和Q的乘积可得到模数N＝P*Q和两个能抵抗小指数攻击的密钥KP：公钥PK和私钥SK。综上，本专利技术的技术方案利用模数N、公钥PK和私钥SK，两个大素数P和Q，以及9个变量三者之间的关系，生成长度总和为106比特的9个变量。本专利技术的技术方案把RSA密码系统密钥变量的存储空间减少到使其能用在以存储容量为106比特的磁条卡作为用户身份认证的EFT和POS机等系统中的程度。关于EFT和POS机系统的认证，用公钥密码算法RSA来实现，需要用到减少密钥变量的存储空间的技术，而这个技术的三个主体分别是用户卡(CARD)，终端(EFT)和主机处理中心(HPC)。假定用户在银行或其它金融机构已经注册，则他拥有一个基本账号(PAN)。而用户插入终端的卡上信息被读入时，用户只需输入个人的身份证号(PIN)来证实自己的基本账号(PAN)。如果PIN和PAN核对正确，则系统将启动业务服务。但是用户的身份认证实际上是利用卡上的用户个人身份信息：个人密钥KP，通过密码算法如RSA等来保护的。-->图1解释了RSA系统在EFT和POS机系统中的应用。磁条卡的容量不能存储足够安全的RSA密钥变量，成为了一个急需解决的问题。在详细解释减少RSA密钥变量存储空间的方法之前，先来看看整个系统的结构。首先，设用户的身份IDi，个人密钥KPi和模数Ni都被读入终端EFT，且个人的身份证号PINi也已读入终端EFT，这时用户的身份信息IDi和终端的身份信息TIDj被送到主机处理中心HPC。然后，主机处理中心HPC通过随机数发生器(GEN RN)产生随机数T1，并发送至终端EFT，接着终端EFT将随机数T1和业务要求消息TRM做连接运算，同时也把个人的身份证号PINi和个人密钥KPi做模2加运算，产生私钥SKi。用私钥SKi和模数Ni对业务要求消息TRM‖随机数T1做解密运算，得到dSKi(TRM，T1)。终端EFT通过自己的随机数发生器产生随机数T2，将它与dSKi(TRM，T1)一起发送给主机处理中心HPC。在主机处理中心HPC中，通过终端EFT发送的用户身份信息IDi，终端身份信息TIDj，找到用户的个人的身份证号PANi，模数Ni和公钥PKi，用公钥PKi和模数Ni对dSKi(TRM，T1)进行加密处理，恢复出业务要求消息TRM和随机数T1′。若随机数T1′＝随本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种减少ＲＳＡ密钥变量存储空间的方法，其特征在于，具体操作步骤：第一步选取变量Ｄ↓［１］，使Ｚ＝２↑［４８８］－２Ｄ↓［１］＋１是一个长度为４８８比特的素数，下面将利用Ｚ产生其它的参数，所用的运算及其符号罗列如下：ＯＲ： 二进制数的‘或’运算，ｍｏｄ：数的模运算，［Ｋ］：不超过Ｋ的最大整数，ａ＊ｂ：表示ａ和ｂ的相乘，Ｌ（Ｑ）：取Ｑ的二进表示的左边３７３比特，即前３７３比特构成一个新数，以上未罗列的其它运算均为普通整数运 算；第二步选取Ｄ↓［２］，Ｄ↓［３］，得Ｘ↓［１］＝Ｄ↓［２］↑［（Ｄ↓［３］＋１）］ｍｏｄＺ，使Ｐ″＝（Ｘ↓［１］）ＯＲ（２↑［４８７］＋１）是一个长度为４８８比特的素数；第三步选取Ｄ↓［４］，使Ｐ′＝２（Ｄ↓ ［４］＋２↑［１０］）Ｐ″＋１是一个长度为５００比特的素数；第四步选取Ｄ↓［５］，使Ｐ＝２（Ｄ↓［５］＋２↑［１０］）Ｐ′＋１是一个长度为５１２比特的素数； 第五步计算Ｘ↓［２］＝［２↑［１０２４］／Ｐ］，将Ｘ↓［２ ］的二进制表示的最后一位强制改为１，得Ｘ↓［３］；第六步选取Ｄ↓［６］，使Ｑ″＝２（Ｄ↓［６］＋２↑［１０］）Ｘ↓［３］＋１是一个长度为４８８比特的素数；第七步选取Ｄ↓［７］，使Ｑ′＝２（Ｄ↓［７］＋２↑［１０］）Ｑ ″＋１是一个长度为５００比特的素数；第八步选取Ｄ↓［８］，使Ｑ＝２（Ｄ↓［８］＋２↑［１０］）Ｑ′＋１是一个长度为５１２比特的素数；第九步计算模数Ｎ＝Ｐ＊Ｑ，此时Ｎ的长度为１０２４比特；第十步选取Ｄ↓［９ ］，计算ｄ＝２↑［３７４］＋２（Ｄ↓［９］＋Ｌ（Ｑ））＋１，使ｅ＊ｄ≡１ｍｏｄ（Ｐ－１）（Ｑ－１）中的ｅ≥２↑［１７］＋１；第十一步令公钥ＰＫ＝ｅ，私钥ＳＫ＝ｄ，此时公钥ＰＫ和私钥ＳＫ的长度均为１０２４比特；第十二步 至此，变量Ｄ↓［１］，Ｄ↓［２］，Ｄ↓［３］，Ｄ↓［４］，Ｄ↓［５］，Ｄ↓［６］，Ｄ↓［７］，Ｄ↓［８］和Ｄ↓［９］均已生成，其中，变量Ｄ↓［２］和Ｄ↓［９］的长度分别为２０和１６比特，其余的长度均为１０比特。...
【技术特征摘要】
1、一种减少RSA密钥变量存储空间的方法，其特征在于，具体操作步骤：第一步 选取变量D1，使Z＝2488－2D1+1是一个长度为488比特的素数，下面将利用Z产生其它的参数，所用的运算及其符号罗列如下：OR：二进制数的‘或’运算，mod：数的模运算，[K]：不超过K的最大整数，a*b：表示a和b的相乘，L(Q)：取Q的二进表示的左边373比特，即前373比特构成一个新数，以上未罗列的其它运算均为普通整数运算；第二步 选取D2，D3，得X1=D2(D3+1)modZ,]]>使P″＝(X1)OR(2487+1)是一个长度为488比特的素数；第三步 选取D4，使P′＝2(D4+210)P″ +1是一个长度为500比特的素数；第四步 选取D5，使P＝2(D5+210)P′+1是一个长度为512比特的素数；第五步 计算X2＝[21024/P]，将X2的二进制表示的最后一位强制改为1，得X3；第六步 选取D6，使Q″＝2(D6+210)X3+1是一个长度为488比特的素数；第七步 选取D7，使Q′＝2(D7+210)Q″+1是一个长度为500比特的素数；第八步 选取D8，使Q＝2(D8+210)Q′+1是一个长度为512比特的素数；第九步 计算模数N＝P*Q，此时N的长度为1024比特；第十步 选取D9，计算d＝2374+2(D9+L(Q))+1，使e*d≡1 mod(P-1)(Q-1)中的e≥217+1；第十一步 令公钥PK＝e，私钥SK＝d，此时公钥PK和私钥SK的长度均为1024比特；第十二步 至此，变量D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8和D9均已生成，其中，变量D2和D9的长度分别为20和16比特，其余的长度均为10比特。2、根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱海峰，汪振华，陈志杰，时俭益，陆洪文，叶家琛，李志斌，王泽成，
申请(专利权)人：上海燕托计算机有限公司，上海氯碱化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。