[發明專利]一種多服務器環境下基于身份的分布式認證方法及系統

有效

• 申請號: 201711035873.6
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107659395B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 何德彪;張韻茹;王婧;馮琦
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L9/08;H04L9/32
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種多服務器環境下基于身份的分布式認證方法，其特征在于，包括：

密鑰分發步驟：注冊中心為U_i生成(R_i,s_i)，以及一對隨機數滿足d₁d₂≡s_i(mod q)；為S_j生成(pk_j,sk_j)；基于同態加密算法生成公私鑰對(pk,sk)；將密鑰對(R_i,d₁,pk,sk)發送給一方P₁，將密鑰對(R_i,d₂,pk)發送給另一方P₂；其中d₁是P₁的私鑰，d₂是P₂的私鑰；

分布式認證實現步驟：參與認證過程的兩個設備P₁和P₂，分別生成一個隨機數x₁和x₂；P₁計算(C₁,C,X₁)并將其發送給P₂；P₂收到消息后計算(C₂,X₂)并將其發送給P₁；P₁解密C₂，得到簽名τ_i，在簽名驗證通過之后，P₁公布生成的簽名(X_i,τ_i)；用戶加密簽名生成C₃發送給服務器，服務器收到C₃解密并驗證簽名的正確性，對接收的消息做MAC得到C₄并發送給用戶；用戶收到C₄之后，驗證C₄的正確性，若正確，實現雙方相互認證；具體包括：

步驟3.1、P₁生成第一個隨機數x₁，計算第一個臨時私鑰X₁＝x₁·P，并用pk對x₁和d₁做加密，即第一個密文C₁＝Enc_pk(x₁)，C＝Enc_pk(d₁)；P₁把(X₁,C₁,C)發送給P₂；

步驟3.2、P₂生成第二個隨機數x₂，計算第二個臨時私鑰X₂＝x₂·P，會話密鑰X_i＝X₁x₂＝x₁x₂·P，第二個密文C₂＝((C₁⊙x₂)⊕(C⊙d2α)⊕Encpkρq＝Encpk(x1x2+d1d2α+ρq)，其中α是身份IDi，消息M和X_i一起做Hash操作得到的值，即α＝h(ID_i,M,X_i)；P₂把(X₂,C₂)發送給P₁；

步驟3.3、P₁收到P₂發過來的消息后，計算會話密鑰X_i＝X₂x₁＝x₁x₂·P，并用sk解密，計算明文τ_i＝Dec_sk(C₂)＝x₁x₂+d₁d₂α+ρq(mod q)；使用驗證算法驗證τ_i的正確性，若τ_i正確則用戶輸出簽名(X_i,τ_i)，否則終止協議；

步驟3.4、用戶U_i用pk_j對輸出的簽名進行加密并將(C₃,X_i)發送給S_j；

步驟3.5、S_j使用私鑰sk_j對C₃進行解密，并驗證簽名τ_i的正確性，若τ_i正確則服務器認證用戶通過，否則終止協議；

步驟3.6、S_j計算并將C₄發送給U_i；

步驟3.7、U_i收到C₄后，驗證C₄的正確性，若正確則用戶認證服務器通過，否則終止協議。