[发明专利]地址即公钥的自安全轻量级网络报文传输方法

权利要求书

1.一种地址即公钥的自安全轻量级网络报文传输方法，其特征在于具体实施步骤如下：

1)为网络中的每台主机分配IP地址并根据IP地址生成对应的私钥，每台主机启动时获取所述IP地址及对应的私钥；

2)进行数据通信时，源主机查询与目的主机通信的对称密钥是否存在，若存在，获取查询到的对称密钥，若不存在，源主机根据己方的私钥及目的主机的IP地址建立共享密钥，由所述共享密钥生成并存储与目的主机通信的对称密钥；使用所述对称密钥对数据进行加密、生成消息认证码，并封装成网络报文发送给目的主机；

3)目的主机接收网络报文，查询与源主机通信的对称密钥是否存在，若存在，获取查询到的对称密钥，若不存在，目的主机根据己方的私钥及源主机的IP地址建立共享密钥，由所述共享密钥生成并存储与源主机通信的对称密钥；使用所述对称密钥对接收的网络报文进行认证及解密处理；

所述对称密钥包括对称会话密钥和消息认证密钥，所述对称会话密钥和所述消息认证密钥由所述共享密钥分别与不同的字符串连接并采用哈希算法计算得到；

所述步骤2)的具体步骤如下：

2.1)源主机预先在内存中建立用于存储目的主机IP地址与对称会话密钥、消息认证密钥的对应关系的自信任网络地址及密钥表STT；进行数据通信时，源主机查询自信任网络地址及密钥表STT是否存在与目的主机IP地址对应的对称会话密钥和消息认证密钥，若存在，获取查询到的对称会话密钥和消息认证密钥，转入执行步骤2.3)；若不存在，转入执行步骤2.2)；

2.2)源主机将目的主机IP地址映射到椭圆曲线上得到第二映射点，并根据己方的私钥和第二映射点采用双线性对计算得到共享密钥，使用所述共享密钥生成与目的主机IP地址对应的对称会话密钥和消息认证密钥并存入自信任网络地址及密钥表STT中；

2.3)在网络层对待发送的载荷数据进行封装，使用所述对称会话密钥采用加密算法对载荷数据及数据报头进行加密并使用所述消息认证密钥生成消息认证码，将加密后的数据、所述加密算法以及消息认证码封装进报文并根据发送模式填写报文对应的字段，获得封装后的网络报文，将所述网络报文发送给目的主机。

2.根据权利要求1所述的地址即公钥的自安全轻量级网络报文传输方法，其特征在于：所述步骤1)中根据IP地址生成对应的私钥的具体实施步骤如下：将IP地址采用基于椭圆曲线的IP映射规则映射为椭圆曲线上的一点，得到第一映射点；设置私有参数，并将私有参数与第一映射点相乘的结果作为所述IP地址对应的私钥。

3.根据权利要求1所述的地址即公钥的自安全轻量级网络报文传输方法，其特征在于，所述步骤2.3)的具体步骤如下：

2.3.1)将待发送的载荷数据按照分组大小的整数倍进行填充，记录填充的字节数并将填充的字节数补充在填充字节后构成报文尾；

2.3.2)判断待发送的载荷数据的发送模式，若为传输模式，由TCP或UDP数据包构成数据字段，转入执行步骤2.3.3)，若为隧道模式，重新构造IP头并由整个IP数据包构成数据字段，转入执行步骤2.3.3)；

2.3.3)使用所述对称会话密钥采用加密算法对数据字段、报文尾进行加密；将数据字段的协议格式、所述加密算法、标志位、报文的序列号封装为报文头；若报文头中标志位为1，则使用所述消息认证密钥对IP头中不变字段、报文头、数据字段以及报文尾计算生成消息认证码并加入报文头，否则不生成消息认证码；按照IP头、报文头、数据字段以及报文尾的顺序进行串接，获得封装后的网络报文；将所述网络报文发送给目的主机，转入执行步骤3)。