[發明專利]一種用于量子保密通信的信息論安全快速認證消息生成方法

有效

• 申請號: 201510025633.2
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104506312B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 虞萬榮;劉波;吳純青;趙寶康;劉博;毛席龍;馮振乾;陳一驕;鄧勁生
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/32
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 周長清

1.一種用于量子保密通信的信息論安全快速認證消息生成方法，其特征在于，步驟為：

S1：參數初始化；初始化認證生成標簽長度、LFSR結構的初始狀態向量，計算信息論安全認證消息長度l；

S2：構建ASU哈希函數；采用基于上述LFSR結構的初始狀態向量所定義的LFSR結構，生成的隨機數串構建ASU哈希函數；

S3：待認證消息規格化；

S4：哈希運算；采用快速數論轉換技術，對待認證消息規格化后得到的消息串M*和哈希函數h的哈希過程進行加速運算，取運算結果的前β項組成向量R，R即生成的認證標簽信息；

S5：對步驟S4得到的認證標簽信息加密，得到最終安全認證消息；

所述步驟S3的具體流程為：

S301：將長度為l的待認證消息串M通過補零操作擴展為L[log₂p]的比特串；p＝v2^λ+1，v和λ為大于0的正整數，p為滿足[log₂p]的單字節含有比特數的整數倍的素數；

S302：將比特串均分成L份，規格化操作后的消息串M*中含有L個0到(p-1)之間的整數元素。

2.根據權利要求1所述的用于量子保密通信的信息論安全快速認證消息生成方法，其特征在于，所述步驟S1的具體流程為：

S101：選定有限域Z_p；其中，p＝v2^λ+1，v和λ為大于0的正整數，p為滿足[log₂p]的單字節含有比特數的整數倍的素數；

S102：初始化認證生成標簽長度n＝β[log₂p]比特，其中β為大于等于1的正整數；

S103：初始化LFSR結構的初始狀態向量；采用(2n+1)比特安全密鑰來初始化LFSR結構的初始狀態向量s＝[s₀,s₁,…,s_n-1]和反饋函數f，s_i＝0/1，i＝0,1,…,n-1，f∈F，F:{0,1}ⁿ→{0,1}；

S104：計算信息論安全認證消息長度l，滿足l≤2^λ[log₂p]比特。

3.根據權利要求1或2所述的用于量子保密通信的信息論安全快速認證消息生成方法，其特征在于，所述步驟S2的具體流程為：

S201：采用由初始狀態向量s和反饋函數f定義的LFSR結構生成的隨機數串s_i＝[s_iu,s_iu+1,...,s_(i+1)u-1]，其中i＝0,1,…,L-1，L＝2^λ，u＝[log₂p]；

S202：采用隨機數串s_i計算ASU哈希函數元素h_i，滿足h_i＝s_iK^T mod p，其中K＝[2⁰,2¹,…,2^u-1]；構建ASU哈希函數h中含有L個0到(p-1)之間的整數元素。

4.根據權利要求1或2所述的用于量子保密通信的信息論安全快速認證消息生成方法，其特征在于，所述步驟S4的具體流程為：

S401：計算規格化后的消息串M*與哈希函數h的卷積Y，Y_i＝M_i*h_i mod p；

S402：對卷積結果Y進行快速數論轉換操作，得到轉換結果R*，R*＝FNT(Y)，FNT表示快速數論轉換；

S403：取R*前β項組成向量R，R即生成的認證標簽信息。

5.根據權利要求1或2所述的用于量子保密通信的信息論安全快速認證消息生成方法，其特征在于，所述步驟S5的具體過程為：采用一次一密技術，對認證方法生成的標簽信息R進行加密，即將R與等長密鑰串進行異或操作，得到最終安全認證消息Tag。