[发明专利]一种面向无线传感网的轻量级数字签名方法

摘要

本发明公开一种面向无线传感网的轻量级数字签名方法，基于椭圆曲线密码机制，包括以下步骤初始化参数、建立公钥和私钥对，生成数字签名和验证签名，利用对椭圆曲线密码体制上数字签名验证步骤中签名方程的变形，将原来的签名生成、验证中的耗时的模逆运算改为加法运算，同时把经过多次优化的TinyECC 2.0函数库引入，使得对ECC的操作变得简单易懂，本发明安全性能高，数字签名的生成与验证过程运算量小，速度快。

主权项

一种面向无线传感网的轻量级数字签名方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)初始化参数：发送方Alice在TinyECC 2.0函数库中自定义生成非奇异椭圆曲线Ep(a,b)，a和b是小于p的非负整数，p为素数，满足4a3+27b2≠0(mod p)，基点为G＝(XG，YG)且基点的阶数为n，所需发送消息为m；(2)建立公钥和私钥对，设定椭圆曲线的私钥为整数d，则公钥为Q＝dG；(3)生成数字签名，Alice执行以下操作：(31)Alice选择一个随机整数k，k在[1，n‑1]范围内，阶数n>2160且q是为奇素数；(32)计算kG＝(kXG，kYG)＝(x1，y1)，计算r＝x1mod n，如果r＝0，则重复上述操作，直到r≠0，然后进入步骤(33)；(33)计算散列值SHA‑1(m)，并将结果取整得整数e；(34)计算s＝(e+k+rd)mod n，如果s＝0，则重新进入步骤(31)，若a不等于0则签名生成成功；(35)Alice此时将原消息m和对其摘要e的ECC加密结果(r，s)发送出去；(4)签名验证，使用者Bob收到m和(r，s)后，进行如下的签名验证过程：(41)Bob验证r和s是否是[1，n‑1]中的整数，如果不是拒绝接受此签名，如果是，则进入步骤(42)；(42)计算SHA‑1(m)，并将结果取整得整数e；(43)计算w＝(s‑e)mod n，然后计算X＝wG‑rQ＝(x2,y2)；(44)计算v＝x2mod n，如果v≡r表示签名有效，否则签名无效，拒绝这个签名。