[发明专利]一种基于预置密钥组的密钥协商方法、装置和通信系统

说明书

本发明公开了一种基于预置密钥组的密钥协商方法、装置和通信系统，属于信息安全领域。包括：密钥协商双方通过DH交换，生成会话密钥分量，结合PSK生成最终的会话密钥，通信过程中使用会话密钥来进行加解密运算，通信完成后会话删除阶段，密钥协商双方清除已经使用过的预置密钥。本发明采用常规密钥交换协议与预置密钥分量相结合的方式进行密钥协商，获取传输会话加密密钥，每次会话需要使用不同的预置密钥分量PSK，用完即删除，确保“一会一密”，较好地提高前向安全性，具有良好的防攻击性能，适用于对安全性要求较高的通信网络。

技术领域

本发明属于信息安全领域，更具体地，涉及一种基于预置密钥组的密钥协商方法、装置和通信系统。

背景技术

随着全球信息化，数字通信系统的出现和发展，人类社会出现了巨大的变化。数字通信系统的两个设备之间在需要交换数据之前，为了保证交互数据的安全性，两个设备之间需要建立安全的通信机制。通常使用双方会话密钥对要通信的内容进行加解密来实现双方通信的安全。

现有的技术中，采用常规的密钥交换协议协商获取的密钥，难以保证设备失控后非法用户不能根据设备内部信息直接推导，或者结合截获的信息推导出设备所使用过的应用密钥，进而破译从通信链路上预先截获的加密业务信息，并没有考虑过高安全性，存在泄密隐患。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于预置密钥组的密钥协商方法、装置和通信系统，旨在解决现有方法未考虑过高安全性，存在泄密隐患的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于预置密钥组的密钥协商方法，该方法应用于协商发起端，所述协商发起端上预存双方已知的多组PSK并生成索引，该方法包括：

S1.将自身支持的IKE加密和认证算法、随机数、DH密钥交换材料及PSK索引封装为第一消息，发送给协商响应端；

S2.接收并解析协商响应端发送的第二消息，交换Nonce和DH算法，生成共享密钥；

S3.将自身的身份标识、公钥证书及认证数据，采用共享密钥来进行加密，将加密后的数据封装为第三消息，发送给协商响应端；

S4.接收并解析协商响应端发送的第四消息，采用共享密钥解密，身份验证后，基于共享密钥和PSK生成会话密钥；

S5.通信过程中采用会话密钥进行加密解密，通信结束后，清除已使用过的PSK。

优选地，若心跳报文收发超时，触发被动会话删除流程，清除已经使用过的PSK。

优选地，将共享密钥和PSK异或，生成会话密钥。

为实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种基于预置密钥组的密钥协商方法，该方法应用于协商响应端，所述协商响应端上预存双方已知的多组PSK并生成索引，该方法包括：

T1.接收并解析协商发起端发送的第一消息，交换Nonce和DH算法，生成共享密钥；

T2.将自身支持的IKE加密和认证算法、随机数和DH密钥交换材料封装为第二消息，发送给协商发起端；

T3.接收并解析协商发起端发送的第三消息，采用共享密钥解密，身份验证后，基于共享密钥和PSK生成会话密钥；

T4.将自身的身份标识、公钥证书及认证数据，采用共享密钥来进行加密，将加密后的数据封装为第四消息，发送给协商发起端；

T5.通信过程中采用会话密钥进行加密解密，通信结束后，清除已使用过的PSK。

优选地，若心跳报文收发超时，触发被动会话删除流程，清除已经使用过的PSK。

优选地，将共享密钥和PSK异或，生成会话密钥。