[發(fā)明專利]一種基于組合加密的安全通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110407628.3
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113242121B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 田立坤;佟為明;王學森;金顯吉;何軍軍;初旭;佟春天
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學;哈爾濱凱納科技股份有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/00;H04L9/40;H04L9/32
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

1.一種基于組合加密的安全通信方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一、發(fā)送方基于預設的密鑰交換算法與接收方協(xié)商建立安全密鑰，其中，所述預設的密鑰交換算法為DH密鑰交換算法；

當發(fā)送方與接收方之間為單播通信時，發(fā)送方基于預設的密鑰交換算法與接收方協(xié)商建立安全密鑰的方法如下：

（1）發(fā)送方隨機取一素數(shù)和一整數(shù)，并生成一小于素數(shù)的第一隨機數(shù)，基于第一預設算法計算獲得第一結果，并將素數(shù)、整數(shù)以及第一結果發(fā)送給接收方，其中：所述第一預設算法為Y_A=E^X_AmodP，Y_A為第一結果，E為所述整數(shù)，P為素數(shù)，X_A為第一隨機數(shù)；

（2）接收方接收素數(shù)、整數(shù)以及第一結果后，生成一小于素數(shù)的第二隨機數(shù)，基于第一結果和第二隨機數(shù)計算獲得安全密鑰，并基于第二預設算法計算獲得第二結果，將第二結果發(fā)送給發(fā)送方，其中，第二預設算法為Y_B=E^X_B?modP，Y_B為第二結果，X_B為第二隨機數(shù)；

（3）發(fā)送方接收第二結果后，基于第一隨機數(shù)和第二結果計算獲得安全密鑰；

當發(fā)送方與接收方間為廣播通信時，發(fā)送方基于預設的密鑰交換算法與接收方協(xié)商建立安全密鑰的方法如下：

（1）發(fā)送方隨機取一素數(shù)P_i和一整數(shù)Ei，生成一個小于所述素數(shù)P_i的第三隨機數(shù)X_Ai，并基于第五預設算法計算獲得第三結果Y_Ai，將所述素數(shù)P_i、所述整數(shù)Ei以及所述第三結果Y_Ai發(fā)送給多個接收方，其中，第五預設算法為Y_Ai=E_i^X_AimodP_i，i=1,2，…N；

（2）各個接收方收到所述素數(shù)P_i、所述整數(shù)Ei以及所述第三結果Y_Ai后，各自分別生成一小于所述素數(shù)P_i的隨機數(shù)X_i，并基于所述第三結果Y_Ai與各自的隨機數(shù)X_i計算獲得各自的第四結果Y_i，將各自計算獲得的第四結果Y_i發(fā)送給發(fā)送方，其中，第四結果Yi=Ei^X_imodP_i；

（3）發(fā)送方接收到各接收方發(fā)送的第四結果Y_i后，計算與各接收方對應的第一密鑰，基于各接收方對應的第一密鑰進行歸一化處理后得到所述安全密鑰，具體地，發(fā)送方通過K_i=Y₁^Y₂^...^Y_i計算得到所述安全密鑰，并基于所述第四結果Y_i確定各接收方對應密鑰計算因子，將密鑰計算因子分別發(fā)送到對應的接收方；其中，各接收方對應的第一密鑰的計算方式為：K_i=Y_i^X_AimodP_i；

（4）各接收方基于自身的隨機數(shù)X_i和所述第三結果Y_Ai，計算自身的第二密鑰，并將自身的第二密鑰與接收的所述密鑰計算因子，進行異或操作后，得到安全密鑰；

步驟二、發(fā)送方確定自身的RSA密鑰對，其中，所述RSA密鑰對包括第一公鑰和第一私鑰；

步驟三、發(fā)送方以安全密鑰作為對稱密鑰，應用預設的對稱加密算法對第一公鑰進行加密，將加密后的第一公鑰發(fā)送給接收方；

步驟四、接收方確定其自身的RSA密鑰對，其中，所述密鑰對包括第二公鑰和第二私鑰，將第二公鑰進行加密，將加密后的第二公鑰發(fā)送給發(fā)送方；

步驟五、發(fā)送方應用RSA密鑰對將待傳輸數(shù)據(jù)進行RSA加密后發(fā)送給接收方。