[发明专利]动态电子密码系统

说明书

本发明为利用电子计算机和信息编码技术实现的电子密码系统。

自1984年以来的十几年时间里，在计算机安全领域里的一个主要发展方向就是动态密码安全系统。通过动态密码系统寻求他们合法身份认证的计算机用户并不知道系统的访问密码值，他们可以记住一部分所要求的密码，但剩下的部分只有从软件密码产生装置获得。该装置每被使用一次就可产生并显示一个不同密码。但是，从1999年4月26日在美国出版的《网络世界》杂志所披露出的消息来看，进入实用化的阶段也才刚刚开始。

最近几年，混沌系统开始被应用于保密通信领域，其中尤其是混沌序列密码方法得到了大量的研究。混沌序列是一种非线性序列，其结构复杂，难以分析和预测，可以提供具有良好随机性、相关性和复杂性的拟随机序列，这些都是很有吸引力的特性，使其有可能成为一种可实际被选用的流密码体制。混沌方法不仅产生的密码序列表现出许多优良的密码学性能，它还能极大地简化传统序列密码的设计过程，因此混沌密码学方法已被列入现代密码学的重要研究前沿。尽管已有许多混沌加密方案被提出，如CN1116341A名为“不可复制的软件‘混沌’保密卡”的发明专利，它由保密卡中的可控混沌电路产生混沌信号，再将该信号映射为密码信号，通过I/O电路送至计算机，从而实现对软件的加密，该保密卡与主机之间依靠I/O口进行通信，不适合于网络保密。再如CN1116346A名为“不可复制的电子混沌指纹保密方法”的发明专利，亦需要在主机与子系统之间进行通信，不适合于网络保密。而且在上述方法中，每位用户所使用的密码是不变的，但混沌密码学方法还未完全成熟。因此，要想将混沌方法真正用于密码系统，必须采用更实用的混沌技术。

本发明的目的是提供一个动态电子密码系统，采用两个或两个以上的变参数、互异混沌子系统的相互作用来产生混沌序列，再将该序列经过不可逆的可变复合映射，实时产生系统的动态密码。在主机端系统与用户卡之间按每使用一次或每隔一个预定的时间分别产生一个新的电子密码，该动态电子密码有不可预测性，以达到反监测的高度保密性。

本发明的动态电子密码系统，包括主机端和用户端，主机端由计算机系统构成，包括网络数据库、数据库管理系统和密码产生器；用户端由单独的用户卡构成，包括输入键盘、振荡电路、显示器和实现存贮器、比较器、密码产生器电路的现场可编程门阵列(FPGA)芯片，其特征在于：

(1)主机湍的密码产生器和用户卡FPGA芯片的密码产生器具有完全相同的密码产生方式，它们都包括M套混沌子系统，各混沌子系统的参数由其他混沌子系统的叠代值决定、并各自进行独立的混沌映射，所产生的M个叠代值经过复合映射产生主机端系统密码P_n¹和用户端系统密码P_n，M≥2，为正整数；

(2)在主机端为每个用户设立唯一的注册号和注册密码，并随机产生(1)所述密码产生方式中各混沌子系统的初始叠代值x₀¹，……，x₀^m和第一个混沌子系统的初始参数μ₀¹，所述初始叠代值和初始参数分别送入主机端和用户卡的密码产生器的存贮器；

(3)随用户卡向用户提供用户密码，用户卡FPGA芯片的比较器对FPGA芯片存贮器中的用户卡密码和用户卡键盘输入信息进行比较，结果一致则启动FPGA芯片的密码产生器，产生当前用户卡系统密码P_n并显示；

(4)通过主机端输入装置输入用户注册号，当检测到其存在于主机端网络数据库中时，启动密码产生器，产生当前主机端系统密码P_n′。

上述动态电子密码系统，其进一步的特征可以是：

(1)主机端网络数据库针对每个用户设立身份证号、注册号、注册密码以及当前系统密码P_n′；

(2)主机端密码产生器包括密码存贮器，存贮与每个用户注册号对应的各混沌子系统的当前迭代值x_n-1¹…，x_n-1^m，第一个子混沌系统的当前参数μ_n-1¹；

(3)主机端数据库管理系统包括建立新用户进程、自动更新密码进程和用户访问进程，其中：

A、建立新用户进程产生注册号、注册密码、所述各混沌子系统的初始叠代值和混沌子系统的初始参数，并存入网络数据库，