[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的輕量級(jí)安全認(rèn)證方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011248305.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112423295B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李騰;張翔宇;陳波妃;蔣心燭;溫子祺;謝凡;魏大衛(wèi);馬卓;沈玉龍;馬建峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W12/03
• 分類號(hào): H04W12/03;H04W12/041;H04W12/06;H04W12/069
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的輕量級(jí)安全認(rèn)證方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將智能移動(dòng)終端證書(shū)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，使相同組織信息的智能移動(dòng)終端證書(shū)存儲(chǔ)在同一區(qū)塊鏈上；

步驟二、構(gòu)造身份認(rèn)證消息，利用ECC算法對(duì)新入網(wǎng)的智能移動(dòng)終端B的身份認(rèn)證消息進(jìn)行簽名并發(fā)送至對(duì)方智能移動(dòng)終端A；所述的智能移動(dòng)終端A首先生成隨機(jī)數(shù)r，將隨機(jī)數(shù)r、身份標(biāo)識(shí)符ID_A、時(shí)間戳T_A組合身份認(rèn)證請(qǐng)求消息；然后利用智能移動(dòng)終端B的公鑰加密、智能移動(dòng)終端A的私鑰簽名生成消息m_r；

步驟三、智能移動(dòng)終端A接收簽名后的身份認(rèn)證消息，對(duì)智能移動(dòng)終端B的證書(shū)進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否為合法證書(shū)，如果證書(shū)合法，則智能移動(dòng)終端A認(rèn)證成功，將智能移動(dòng)終端B的編號(hào)添加到已入網(wǎng)智能移動(dòng)終端列表，如果證書(shū)不合法，則拒絕加入網(wǎng)絡(luò)；

首先比較智能移動(dòng)終端A的時(shí)間戳T_A與智能移動(dòng)終端B的時(shí)間戳T_B，若T_B＜T_A且兩者的差值在合理的時(shí)延范圍內(nèi)，則驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)r是否由智能移動(dòng)終端A使用過(guò)；若隨機(jī)數(shù)r未被使用，則智能移動(dòng)終端A通過(guò)驗(yàn)證，將隨機(jī)數(shù)r添加至智能移動(dòng)終端A已使用的隨機(jī)數(shù)列表中，并將智能移動(dòng)終端A的編號(hào)ID_A添加至智能移動(dòng)終端列表中，計(jì)算式如下：

式中，U為智能移動(dòng)終端列表，R為智能移動(dòng)終端A已使用的隨機(jī)數(shù)列表；

所述的步驟三按下式對(duì)智能移動(dòng)終端A的證書(shū)進(jìn)行認(rèn)證：

Ver_k(A，S)＝1→m_r＝{E_privB(E_pubA(r′||ID_B||T_B))}

根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的ECC數(shù)字證書(shū)對(duì)智能移動(dòng)終端A證書(shū)進(jìn)行認(rèn)證，如果Ver_k(A，S)＝1，則驗(yàn)證成功；智能移動(dòng)終端B向智能移動(dòng)終端A發(fā)送自己的認(rèn)證請(qǐng)求消息m_r′；

重復(fù)上述認(rèn)證過(guò)程，實(shí)現(xiàn)智能移動(dòng)終端之間的雙向認(rèn)證；

按下算驗(yàn)證智能移動(dòng)終端A的簽名是否正確：

步驟四、廣播智能移動(dòng)終端B的證書(shū)來(lái)更新其他智能移動(dòng)終端的證書(shū)，利用基于SM4算法的CTR模式對(duì)傳輸?shù)淖C書(shū)進(jìn)行加密，實(shí)現(xiàn)證書(shū)的實(shí)時(shí)更新和安全傳輸；

所述的步驟四基于SM4算法的CTR模式加密包括以下步驟：

智能移動(dòng)終端A首先將明文數(shù)據(jù)P切分成n個(gè)明文變量P₁，P₂，...，P_n，生成HMAC的密鑰X₀＝E_k(T₀)，對(duì)計(jì)數(shù)序列進(jìn)行哈希計(jì)算然后對(duì)明文數(shù)據(jù)i＝1，2，...，n-1產(chǎn)生密文變量：對(duì)未滿128位的明文分組生成密文變量再對(duì)密文變量根據(jù)明文數(shù)據(jù)截取得到最終密文變量C_n；之后對(duì)密文消息以及初始計(jì)數(shù)器進(jìn)行HMAC，得到H＝HMAC(X₀，C||T₀)；最后將密文變量、計(jì)數(shù)器與消息摘要變量連起來(lái)C₁||C₂||...C_n||T₀||H組成密文數(shù)據(jù)發(fā)送給智能移動(dòng)終端B；

所述的步驟四中智能移動(dòng)終端B首先將收到的消息分解成密文消息C、初始計(jì)數(shù)器T₀和消息摘要變量H，同時(shí)生成HMAC的密鑰X₀＝E_k(T₀)；之后生成密文消息和初始計(jì)數(shù)器的消息摘要；判斷消息摘要與接收的消息摘要是否一致，如果不一致直接丟棄明文消息；如果一致，則將密文數(shù)據(jù)分解成密文變量C₁，C₂，...，C_n，并對(duì)計(jì)數(shù)序列加密對(duì)明文數(shù)據(jù)產(chǎn)生明文變量截取明文變量生成P_n；最后，將P₁，P₂，...P_n組成明文數(shù)據(jù)完成智能移動(dòng)終端A與智能移動(dòng)終端B的安全通信。