[发明专利]基于私钥池的抗量子计算密钥协商方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于私钥池的抗量子计算密钥协商方法，参与方配置有密钥卡，实施抗量子计算密钥协商方法时，包括：在己方利用真随机数生成临时私钥，并从密钥卡中获得对方的静态公钥；利用算法参数生成协商公钥；利用临时私钥和对方的静态公钥生成共享密钥，并利用共享密钥加密协商公钥得到密文；将所述密文，真随机数，和己方的临时公钥池编号发送给对方；接收来自对方的所述密文，真随机数，和临时公钥池编号，利用真随机数和对方的临时公钥池编号得到对方的临时公钥，利用静态私钥和对方的临时公钥生成共享密钥，并利用共享密钥解密所述密文得到协商公钥，利用协商公钥生成协商密钥。

技术领域

本发明涉及公钥密码体制和非对称密钥池技术，具体涉及群组内通信双方间的密钥交换技术。

背景技术

迅速发展的Internet给人们的生活、工作带来了巨大的方便，人们可以坐在家里通过Internet收发电子邮件、打电话、进行网上购物、银行转账等活动。同时网络信息安全也逐渐成为一个潜在的巨大问题。一般来说网络信息面临着以下几种安全隐患：网络信息被窃取、信息被篡改、攻击者假冒信息、恶意破坏等。

当前保证网络信息安全的关键技术就是密码技术，而在如今的密码学领域中，主要有两种密码系统，一是对称密钥密码系统，即加密密钥和解密密钥使用同一个。另一个是公开密钥密码系统，即加密密钥和解密密钥不同，其中一个可以公开。

对称密钥密码系统的安全性依赖以下两个因素。第一，加密算法必须是足够强的，仅仅基于密文本身去解密信息在实践上是不可能的；第二，加密方法的安全性来自于密钥的秘密性，而不是算法的秘密性。对称加密系统最大的问题是密钥的分发和管理非常复杂、代价高昂。对称加密算法另一个缺点是不容易实现数字签名。所以，在当今的移动电子商务领域中的加密算法实现主要是依赖于公开密钥体制。

公开密钥加密系统采用的加密钥匙(公钥)和解密钥匙(私钥)是不同的。由于加密钥匙是公开的，密钥的分配和管理就很简单，公开密钥加密系统还能够很容易地实现数字签名。

自公钥加密问世以来，学者们提出了许多种公钥加密方法，它们的安全性都是基于复杂的数学难题。根据所基于的数学难题来分类，有以下4类系统目前被认为是安全和有效的：大整数因子分解系统(代表性的有RSA)、离散对数系统(代表性的有DSA)和椭圆离散对数系统(ECC)。

但是随着量子计算机的发展，经典非对称密钥加密算法将不再安全，无论加解密还是密钥交换方法，量子计算机都可以通过公钥计算得到私钥，因此目前常用的非对称密钥将在量子时代变得不堪一击。

发明内容

本发明提供一种安全性更高的基于私钥池的抗量子计算密钥协商方法和系统。

本发明基于私钥池的抗量子计算密钥协商方法，参与方配置有密钥卡，密钥卡内存储有静态公钥池、临时私钥池、临时公钥池组以及静态私钥和算法参数，所述临时私钥池存储有临时私钥，所述临时公钥池组包括数量与密钥卡数量相对应的临时公钥池，各临时公钥池中存储有与所述临时私钥相对应的临时公钥，所述静态公钥池中存储有与所述静态私钥相对应的静态公钥；

实施所述抗量子计算密钥协商方法时，包括：

在己方利用真随机数生成临时私钥，并从密钥卡中获得对方的静态公钥；利用算法参数生成协商公钥；利用临时私钥和对方的静态公钥生成共享密钥，并利用共享密钥加密协商公钥得到密文；将所述密文，真随机数，和己方的临时公钥池编号发送给对方；

接收来自对方的所述密文，真随机数，和临时公钥池编号，利用真随机数和对方的临时公钥池编号得到对方的临时公钥，利用静态私钥和对方的临时公钥生成共享密钥，并利用共享密钥解密所述密文得到协商公钥，利用协商公钥生成协商密钥。

可选的，所述参与方包括发起方和响应方，在所述发起方包括：

生成第一真随机数，并利用第一真随机数从密钥卡中获得临时私钥；