[发明专利]基于轻量级签名技术的数字身份方法

说明书

(一)技术领域

数字身份方法属于数字签名技术和计算机技术领域，是物品鉴别或实体识别的核心与关键技术之一。

(二)背景技术

首个数字签名体制RSA诞生于1978年(R.L.Rivest，A.Shamir，L.M.Adleman，A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-key Cryptosystems，Communications of the ACM，vol.21，no.2，1978，pp.120-126.)。RSA体制基于因式分解难题，它目前有亚指数时间解，即1024比特模数的RSA，其安全性为2⁸⁰量级。

2012年4月，申请者研究多年的REESSE1+数字签名体制被国际核心期刊接收和发表(Shenghui Su，Shuwang Lü，A Public Key Cryptosystem Based on Three New Provable Problems，Theoretical Computer Science，vol.426-427，Apr.2012，pp.91-117)。REESSE1+体制基于三个新的可证难题，目前还没有找到亚指数时间解。因此，从REESSE1+可引申出JUNA轻量级数字签名体制(苏盛辉、吕述望等，一种基于超对数难题的轻量级数字签名方法，申请号：201110297654.1，2011年10月)。现在，当JUNA签名的安全性为2⁸⁰量级时，模数长度可以仅为80比特，签名码长度可以仅为16个字符。

(三)发明内容

数字身份技术就是赋予每个物品(包括食品、药品、票据、证书、工艺品等)一个唯一的和可认证的身份。目前，该技术主要用于物联网的节点识别、食品药品的流通安全以及票据、证书、工艺品的防伪等方面。

本发明希望我们国家在数字身份技术领域能够拥有自己的核心方法，为社会、经济的正常有序运行提供技术保障手段，同时提高我国票据防伪与溯源、证书防伪与溯源、食品药品防伪与溯源、工艺品防伪与溯源的技术水平。

在本文中，符号“[a，b]”表示闭区间，“∈”表示左边变量的值属于某个区间或集合，代表二进制异或运算，“←”表示变量的赋值。

3.1三个基本概念

主要涉及到标签信息、消息摘要、签名码、三十二进制、数字身份等。

3.1.1标签信息

定义1：用汉字、数字或字母表达的且含有唯一编号的物品(商品)标签内容、票据关键内容、证书关键内容等被称为标签信息。

3.1.2消息摘要或者数字指纹

定义2：单向散列算法的输出被称为消息摘要或数字指纹。

在本文，采用JUNA单向散列算法(苏盛辉、吕述望等，一种基于新难题的轻量级消息摘要提取方法，申请号：201110331258.6，2011年10月)，其输入为标签信息、输出为数字指纹。

3.1.3签名码

定义3：数字签名算法的输出被称为签名码。

在本文，我们使用第2节提到过的JUNA签名体制(算法)来产生签名码。

3.1.4三十二进制

定义4：一个以32为基数的计数体系，在理论上，某一位上的每一个单位都是下一位上一个单位的32倍。

在本文，我们规定三十二进制字符为：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F、G、H、K、L、M、N、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y。

3.1.5数字身份

定义5：以三十二进制字符表示的、且隐含了物品标签信息(包括唯一编号)的签名码。

在本文，数字身份由JUNA签名体制(算法)生成的签名码变换得到。

3.2本发明的技术方案

我们平时在票据上所署的签名或在证书上所盖的印章其实也是一种身份象征，只不过对它们的认证是一种印象比照方法，显然也是一种对称方法，因而，它们很容易被模仿，相关的票据或证书也很容易被伪造。

本发明就是要生成一种数字身份，对它的认证是一种非对称认证，因而，使得对它的模仿不可能，对它所标记的物品(包括票据、证书、食品、药品、工艺品等)的伪造也不可能。

这种非对称的认证关键在于身份系统使用了两个钥匙，一个叫作私钥，只有私有，用于数字身份的生成；另一个叫作公钥，可以公开，用于数字身份的认证。