[發(fā)明專利]一種基于多個共享密鑰獲得任意指定長度派生密鑰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811599017.8
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109474425B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 李強;王家勇;李晉;戚巍
• 申請（專利權(quán)）人: 國科量子通信網(wǎng)絡有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/30
• 代理公司: 北京漢鼎理利專利代理事務所(特殊普通合伙) 11618
• 代理人: 潘滿根

1.一種基于多個共享密鑰獲得任意指定長度派生密鑰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：通信發(fā)起方和通信接收方雙方確立派生密鑰生成過程中使用的單向函數(shù)單向函數(shù)H的輸入可以是任意長度的比特串，輸出是固定長度v的比特串；所述{0，1}表示由0和1組成的集合，用于表示比特值；所述v表示一個固定的正整數(shù)；所述{0，1}^v表示長度恰為v的比特串組成的集合；所述*表示任意的非負整數(shù)；所述{0，1}^*表示任意長度的比特串組成的集合；

步驟2：所述通信發(fā)起方和通信接收方雙方實現(xiàn)批量的密鑰共享，并將共享的密鑰按索引進行組織，所述通信發(fā)起方和通信接收方雙方通過共享密鑰預置、或量子密鑰分發(fā)技術(shù)在線分發(fā)、或密鑰協(xié)商，實現(xiàn)雙方成批量的密鑰共享；

步驟3：所述通信發(fā)起方和通信接收方雙方根據(jù)安全要求確認所需的共享密鑰個數(shù)，選取多個共享密鑰，設置輔助輸入，并設置輸出派生密鑰比特長度；其中所述輔助輸入是指所述通信發(fā)起方加入的與共享密鑰k₁，k₂，…，k_n無關的可公開的任意信息，k₁，k₂，…，k_n為各個所述共享密鑰的比特串；

步驟4：所述通信發(fā)起方和通信接收方雙方根據(jù)所述單向函數(shù)H，調(diào)用組合密鑰派生函數(shù)，基于所選的多個共享密鑰及輔助輸入生成指定長度的派生密鑰；所述組合密鑰派生函數(shù)是指一種輸入為單向函數(shù)H、正整數(shù)n、n個比特串k₁，k₂，…，k_n、輔助輸入aux、正整數(shù)l，輸出為長度l的比特串的函數(shù)；

所述組合密鑰派生函數(shù)使用不同的表示方法對同一數(shù)據(jù)對象進行表示，使得可以在任意的比特串或字節(jié)串上定義運算，其包括：根據(jù)單向函數(shù)輸出的比特數(shù)v，獲得中的v次不可約多項式r(x)，基于r(x)構(gòu)造有限域所述為系數(shù)取值于有限域的以x為變元的一元多項式組成的集合；獲得迭代輪數(shù)及索引值定長比特串表示位數(shù)m；計算以i為索引的密鑰派生隨機矩陣生成元素種子t_i，i為密鑰組織中的索引整數(shù)；計算以i，j為索引的密鑰派生隨機矩陣元素t_ij，i，j為密鑰組織中的索引整數(shù)；計算以i，w為索引的輪種子密鑰r_iw，i為密鑰組織中的索引整數(shù)，w為密鑰組織中的輪序號索引；計算以i，w為索引的派生密鑰分片s_iw，i為密鑰組織中的索引整數(shù)，w為密鑰組織中的輪序號索引；輸出派生密鑰k；

所述以i為索引的密鑰派生隨機矩陣生成元素種子t_i是指：對每個i＝1，…，n，計算t_i＝H(k_i||aux||(2^m-1))，這里(2^m-1)代表整數(shù)2^m-1的m位比特串表示；所述密鑰派生隨機矩陣生成元素種子用于生成密鑰派生隨機矩陣元素；所述k_i為第i個共享密鑰比特串；所述aux為輔助輸入；所述m為索引值定長比特串表示位數(shù)；

所述以i，j為索引的密鑰派生隨機矩陣元素t_ij是指：在中計算元素這里t_j代表t_j的元素表示；所述密鑰派生隨機矩陣元素被用于生成派生密鑰分片；所述為所述有限域；所述t_j為所述以j為索引的密鑰派生隨機矩陣生成元素種子；

所述以i，w為索引的輪種子密鑰r_iw是指：對每個輪索引及每個i＝1，…，n，計算r_iw＝H(k_i||aux||(((w-1)n+(i-1))v))；這里(((w-1)n+(i-1))v)代表整數(shù)((w-1)n+(i-1))v的m位比特串表示；所述為迭代輪數(shù)；所述n為生成派生密鑰使用的共享密鑰的個數(shù)；所述H為所述單向函數(shù)；所述k_i為第i個共享密鑰比特串；所述aux為輔助輸入；所述v為單向函數(shù)H的輸出比特長度；

所述以i，w為索引的派生密鑰分片s_iw是指：對每個輪索引及每個i＝1，…，n，計算中元素這里r_jw代表r_jw的元素表示；所述派生密鑰分片是派生密鑰的組成部分，全部派生密鑰分片一起組成派生密鑰；和

所述派生密鑰k是指：記則k為的前l(fā)個比特構(gòu)成的比特串；所述n為生成派生密鑰使用的共享密鑰的個數(shù)；所述為迭代輪數(shù)。