标识签名构造与验证方法技术

本发明专利技术涉及一种标识签名构造与验证方法，属于计算机领域。标识签名是实体真实性的证据，是赛博安全的核心技术，但要解决标识签名和验证需要创建标识与密钥一一对应的映射，把私钥作为标识真实性证据；把验证方根据公布的参数自主生成的公钥作为验证依据。标识签名是最基础签名，其它签名都是与标识签名的复合。签名提供真实性、所属性、溯源性、负责性等证据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
标识签名构造与验证方法


[0001]本专利技术属于计算机领域，涉及标识签名构造与验证方法。

技术介绍

[0002]目前，存在从基于信任的封闭网等级保护型信息安全(info sec)到基于证据的开放网自主管理型赛博安全(cyber sec)的转变，在安全理论、逻辑、技术到策略等诸方面带来了一系列重大变化。
[0003]在数据鉴别为主的封闭网信息安全时代，数字签名标准DSS提供了很好的数据真实性证明方法，证明方用私钥提供数据真实性证据(称签名)，验证方用公钥验证证据的真实性，如果公私钥成立成对关系，那么所证明的数据是未被篡改的。
[0004]现在，以用户鉴别为主的开放网，不仅有数据真实性证明的需求，更需要用户真实性证明的需求。但用户鉴别一直是难题，因此在用户鉴别没有得到解决的情况下，只好用信任关系来替代。所谓的“身份认证”是建立在“你有的，我也有”，“你知道的我也知道”，“你签的名，我可以验证”的对等条件上建立的“口令认证”或所谓的“DSS数字签名”上。问题是：口令码是对的，但不知道谁的口令，签名验证是对的，但不知道谁签的名。因此，都不能用来作为用户(主体)的真实性的证据。
[0005]由于DSS数字签名不提供主体真实性证明，也无法提供验证所用公钥，于是PKI则用第三方CA证明的方式提供主体标识和公钥。PKI在证明方生成一对公私钥，私钥用于对客体签名。验证所用公钥，不是验证方所有，而是由CA提供。因此，如果信任CA，你可以接受验证结果，如果不信任CA，则可以不接受验证结果。以第三方证明的方法好像解决了签名方标识的真实性证明，但是由于CA本身的真实性无法证明，因此不能把CA证明的签名方标识作为主体真实性的证据。当然这种“信任”关系可作为办事的依据，但不能作为主体真实性的证据。
[0006]实际上，任何事件，主体首先声称其标识，比如，打电话先讲“我是某某”，广播也先讲“这里是某某台”，货币上也印着“某某银行”，互联网上发送“本终端的IP地址是xx”等。因为主体所声称的就是主体的标识(名称)，对名称的真实性证据就是“标识签名”(IDS:Identifier Digital Signature)。
[0007]标识是新概念，美国国防部和联邦政府在2022年的《零信任构架》中第一次才把标识(identifier)与身份(identity)区别开来，但是离解决标识签名技术还很远。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种标识签名构造与验证方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]标识签名构造与验证方法，该方法包括构造标识签名，标识签名的证明和验证；
[0011]所述构造标识签名具体为：
[0012]用椭圆曲线公钥ECC实现，在有限域Fp上，椭圆曲线E为y2≡(x3+ax+b)mod p由参数
(a,b,G,n,p)定义；其中a,b是系数，a,b,x,y∈Fp，G为加法群的基点，n是以G为基点的群的阶；令任意小于n的整数为私钥，则r G＝R为对应公钥；
[0013]标识公钥包括种子数列、标识映射和密钥组合；
[0014]所述种子数列为：
[0015]为实现标识签名，设置一个种子数列，由256个小于n的随机整数构成，私钥的种子数组由256个小于n的随机数组成，以r
i
标记，i＝0..255；私钥数组r
i
保密，由KMC保有，用于私钥的生成，公钥数组R
i
由私钥数组r
i
派生，R
i
＝r
i
*G，公钥数组公布，用于公钥的计算；公布的数组要有密钥管理中心KMC的签名，以确定作用域：
[0016]Hash(R
i
)
→
h
[0017][0018]所述标识映射为：
[0019]标识到数组坐标的映射是由YS序列指示的，YS序列是实体标识Alice在映射密钥Hkey作用下的Hash输出：
[0020]YS＝Hash
Hkey
(Alice)＝v0,v1,v2,
…
,v
23
[0021]YS序列以8
‑
bit字节输出，每三个变量组成一个cell的私钥单位变量或一个CELL的公钥单位变量；第一个cell或CELL的头两个变量，由YS序列的v0和v1作为种子数组的坐标，选出第0个和第1个数组变量和再取v2作为系数参数，将数组变量之和乘于系数参数形成第1个cell变量：
[0022][0023][0024]所述密钥组合为：
[0025]密钥由8个单元变量组合而成，Alice的公私钥为：
[0026][0027][0028]其中，sk
alice
和PK
ALICE
是Alice的私钥和公钥，year和YEAR是年度密钥，由中心定义；
[0029]所述标识签名的证明和验证具体为：
[0030]如果标识是identifier，那么标识私钥是：
[0031]sk
identifier
[0032]标识签名是标识私钥和随机数的乘积：
[0033](k2‑1(sk
identifier
))mod n＝s
[0034]k2G＝(x2,y2)
[0035](x2+y2)mod 2
16
＝c
[0036]签名码为(s,c)；
[0037]标识的验证是用标识公钥进行的；
[0038]验证方计算签名方的公钥：
[0039]Hash(identifier)＝v0,v1,v2,...v
h
[0040][0041]验证方验证标识签名，即标识签名的逆和标识公钥的乘积：
[0042]s
‑1(PK
IDENTIFIER
)＝kG＝(x,y)
[0043](x+y)mod2
16
＝c
’
[0044]若c＝c
’
，则证明标识的真实性，标识是固定因素，不能防止复制攻击。
[0045]可选的，所述标识签名为动态标识签名；动态标识是私钥加时间，时间是签名时间，以毫秒记；
[0046]动态标识是标识和时间的和：
[0047]如果标识是identifier，那么动态标识私钥是标识私钥加时间，即：
[0048]sk
identifier
+time
[0049]动态标识签名是动态标识私钥和随机数的乘积：
[0050](k2‑1(sk
identifier
+time))mod n＝s
[0051]k2G＝(x2,y2)
[0052](x2+y2)mod 2
16
＝c
[0053]签名码为(time,s,c)；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.标识签名构造与验证方法，其特征在于：该方法包括构造标识签名，标识签名的证明和验证；所述构造标识签名具体为：用椭圆曲线公钥ECC实现，在有限域Fp上，椭圆曲线E为y2≡(x3+ax+b)mod p由参数(a,b,G,n,p)定义；其中a,b是系数，a,b,x,y∈Fp，G为加法群的基点，n是以G为基点的群的阶；令任意小于n的整数为私钥，则r G＝R为对应公钥；标识公钥包括种子数列、标识映射和密钥组合；所述种子数列为：为实现标识签名，设置一个种子数列，由256个小于n的随机整数构成，私钥的种子数组由256个小于n的随机数组成，以r
i
标记，i＝0..255；私钥数组r
i
保密，由KMC保有，用于私钥的生成，公钥数组R
i
由私钥数组r
i
派生，R
i
＝r
i
*G，公钥数组公布，用于公钥的计算；公布的数组要有密钥管理中心KMC的签名，以确定作用域：Hash(R
i
)
→
h所述标识映射为：标识到数组坐标的映射是由YS序列指示的，YS序列是实体标识Alice在映射密钥Hkey作用下的Hash输出：YS＝Hash
Hkey
(Alice)＝v0,v1,v2,
…
,v
23
YS序列以8
‑
bit字节输出，每三个变量组成一个cell的私钥单位变量或一个CELL的公钥单位变量；第一个cell或CELL的头两个变量，由YS序列的v0和v1作为种子数组的坐标，选出第0个和第1个数组变量和再取v2作为系数参数，将数组变量之和乘于系数参数形成第1个cell变量：成第1个cell变量：所述密钥组合为：密钥由8个单元变量组合而成，Alice的公私钥为：密钥由8个单元变量组合而成，Alice的公私钥为：其中，sk
alice
和PK
ALICE
是Alice的私钥和公钥，year和YEAR是年度密钥，由中心定义；所述标识签名的证明和验证具体为：如果标识是identifier，那么标识私钥是：sk
identifier
标识签名是标识私钥和随机数的乘积：(k2‑1(sk
identifier
))mod n＝sk2G＝(x2,y2)(x2+y2)mod 2
16
＝c签名码为(s,c)；
标识的验证是用标识公钥进行的；验证方计算签名方的公钥：Hash(identifier)＝v0,v1,v2,...v
h
验证方验证标识签名，即标识签名的逆和标识公钥的乘积：s
‑1(PK
IDENTIFIER
)＝kG＝(x,y)(x+y)mod2
16
＝c
’
若c＝c
’
，则证明标识的真实性，标识是固定因素，不能防止复制攻击。2.根据权利要求1所述的标识签名构造与验证方法，其特征在于：所述标识签名为动态标识签名；动态标识是私钥加时间，时间是签名时间，以毫秒记；动态标识是标识和时间的和：如果标识是identifier，那么动态标识私钥是标识私钥加时间，即：sk
identifier
+time动态标识签名是动态标识私钥和随机数的乘积：(k2‑1(sk
identifie...

【专利技术属性】
技术研发人员：南相浩，
申请(专利权)人：南相浩，
类型：发明
国别省市：