[发明专利]密钥交换设备和方法

权利要求书

1.一种被配置用于密钥交换KEX协议的第一网络节点(110)，所述第一网络节点包括：

-通信接口(120)，其被布置用于与第二网络节点进行数字通信，

-处理器电路，其被配置为：

-获得共享矩阵A，所述共享矩阵是通过所述通信接口与所述第二网络节点共享的，所述共享矩阵A中的条目被选择为以第一模量q为模，

-生成私有密钥矩阵S_I，所述私有密钥矩阵中的条目以界限s的绝对值为界，

-通过以下操作来生成公共密钥矩阵P_I：

-计算以所述第一模量q为模的在所述共享矩阵A与私有密钥矩阵S_I之间的矩阵乘积，从而获得矩阵乘积，

-将所述矩阵乘积中的所述条目按比例缩小到第二模量p，缩放条目等于未缩放条目乘以所述第二模量p，除以所述第一模量q并且四舍五入到最近整数，所述第二模量p小于所述第一模量q，所述界限s是至多所述第二模量p，

-将所述第一网络节点的所述公共密钥矩阵发送到所述第二网络节点，

-接收所述第二网络节点的公共密钥矩阵P_R，

-将原始密钥计算为以所述第二模量p为模的在接收到的所述第二网络节点的公共密钥矩阵P_R与所述第一网络节点的所述私有密钥矩阵之间的矩阵乘积，

其中，所述第一网络节点还被配置为：

-接收所述第二网络节点的一致数据h，

-通过将一致函数rec应用到接收到的一致数据和所述原始密钥来计算共享密钥，或者

其中，所述第一网络节点还被配置为：

-根据所述原始密钥来获得所述共享密钥和所述一致数据，

-将所述一致数据发送到所述第二网络节点。

2.根据权利要求1所述的第一网络节点，其中，所述私有密钥矩阵S_I中的条目上的取绝对值的所述界限s是2，或者其中，所述界限是1，后者对应于有符号二进制数。

3.根据权利要求1所述的第一网络节点，其中，所述私有密钥矩阵S_I的列和/或行具有固定汉明权重h_s。

4.根据权利要求1所述的第一网络节点，其中，所述私有密钥矩阵S_I是从候选私有密钥矩阵随机均匀选择的。

5.根据权利要求1所述的第一网络节点，其中，所述私有密钥矩阵S_I中的条目是从非均匀概率分布选择的，其中，零条目的概率大于非零条目的概率。

6.根据权利要求3所述的第一网络节点，其中，所述私有密钥矩阵S_I是从概率分布选择的，所述概率分布具有针对所述私有密钥矩阵S_I的所述列和/或行的固定预期汉明权重。

7.根据权利要求3所述的第一网络节点，其中，是至少127，更优选地是至少255，其中，n是所述共享矩阵A的维度并且h_s是所述汉明权重。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的第一网络节点，其中，所述第二模量p除以所述第一模量q。

9.根据权利要求1-7中的任一项所述的第一网络节点，其中，所述第二模量p和/或所述第一模量q是2的幂。

10.根据权利要求1-7中的任一项所述的第一网络节点，被布置为获得用于每个新密钥交换的新矩阵A和/或新私有密钥矩阵。

11.根据权利要求1-7中的任一项所述的第一网络节点，其中，所述一致数据的大小是2位或更多。