一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法，可支持多個(gè)初始密鑰ITMK；任意兩臺(tái)終端設(shè)備傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK均不相同；傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK都由密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生并輸出密鑰密文，密鑰使用中，密鑰明文不以任何形式輸出到密碼機(jī)外部，極大保障密鑰的安全性；傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，可滿足更新頻率較高和終端數(shù)量大的需求，同時(shí)，結(jié)合密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK的切換技術(shù)，在需要進(jìn)行多機(jī)熱備的情況下，使得密鑰同步簡單易行，在保障安全性的同時(shí)，有效減少密碼機(jī)多機(jī)熱備下密鑰同步帶來的極大開銷甚至不可操作。
【專利說明】一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信息安全密碼【技術(shù)領(lǐng)域】，其涉及一種可實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密和密鑰在線分發(fā)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]密碼技術(shù)是信息安全的基礎(chǔ)技術(shù)，密鑰是密碼技術(shù)安全應(yīng)用的基礎(chǔ)和信息化安全的基礎(chǔ)。隨著我國信息化產(chǎn)業(yè)高速全面發(fā)展，作為信息安全基礎(chǔ)的密鑰，各行業(yè)對(duì)其也提出了越來越嚴(yán)格的安全要求。
[0003]傳統(tǒng)的終端設(shè)備密鑰管理的功能比較弱，通常都是多臺(tái)終端共享同一密鑰，尤其是傳輸密鑰。這種方式下，存在很大的安全隱患，任意一臺(tái)終端被惡意攻擊成功或者密鑰泄露，將影響很大范圍的其他終端設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法，保障密鑰的安全產(chǎn)生、存儲(chǔ)、分發(fā)和使用，實(shí)現(xiàn)傳輸主密鑰和工作密鑰的一機(jī)一密和在線分發(fā)，解決上述提到的安全隱患。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法，包括如下步驟:步驟一、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)密碼機(jī)設(shè)備密鑰的η個(gè)分量LMKl-LMKn ；
步驟二、將LMKl-LMKn注入到密碼機(jī)中，密碼機(jī)根據(jù)密鑰合成算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK ；
步驟三、密碼機(jī)根據(jù)設(shè)備密鑰LMK和密鑰擴(kuò)展算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs ；
步驟四、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)傳輸密鑰的η個(gè)分量，并輸出密鑰分量明文ITMKl-1TMKn ；
步驟五、將ITMKl-1TMKn分別注入設(shè)備端和密碼機(jī)中，設(shè)備端和密碼機(jī)根據(jù)設(shè)定的密鑰合成算法計(jì)算得到初始密鑰ITMK ；
步驟六、設(shè)備端向服務(wù)端申請(qǐng)密鑰；
步驟七、服務(wù)端查詢?cè)撛O(shè)備是否有傳輸密鑰TMK:
如果有，則服務(wù)端直接申請(qǐng)工作密鑰，然后跳到步驟十一；如果無，則服務(wù)端先向密碼機(jī)申請(qǐng)傳輸密鑰ΤΜΚ，然后進(jìn)入步驟八；
步驟八、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生傳輸密鑰ΤΜΚ，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和初始密鑰ITMK加密的傳輸密鑰密文CTMKl和CTMK2返回給服務(wù)端；
步驟九、服務(wù)端保存?zhèn)鬏斆荑€密文CTMKl ；
步驟十、服務(wù)端將用初始密鑰加密的傳輸密鑰密文CTMK2發(fā)送給設(shè)備端；
步驟十一、服務(wù)端向密碼機(jī)申請(qǐng)不同類型的工作密鑰WKl-WKn ； 步驟十二、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生工作密鑰WKl-WKn，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和傳輸密鑰TMK加密的工作密鑰密文CWKl和CWK2返回給服務(wù)端；
步驟十三、服務(wù)端保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK加密的工作密鑰密文CWKl ；
步驟十四、服務(wù)端將傳輸密鑰加密的工作密鑰密文CWK2發(fā)送給設(shè)備端；
步驟十五、設(shè)備端保存收到的下發(fā)密鑰傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:
1、支持多個(gè)初始密鑰ITMK，終端設(shè)備下發(fā)時(shí)可根據(jù)區(qū)域、機(jī)構(gòu)等配置不同的初始密鑰。
[0007]2、終端設(shè)備第一次開機(jī)以后，任意兩臺(tái)終端設(shè)備傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK均不相同，任意一臺(tái)終端設(shè)備密鑰的泄露不會(huì)影響其他設(shè)備。
[0008]3、傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK都由密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生并輸出密鑰密文，密鑰使用中，密鑰明文不以任何形式輸出到密碼機(jī)外部，極大保障密鑰的安全性。
[0009]4、傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，可滿足更新頻率較高和終端數(shù)量大的需求，同時(shí)，結(jié)合密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK的切換技術(shù)，在需要進(jìn)行多機(jī)熱備的情況下，使得密鑰同步簡單易行，在保障安全性的同時(shí)，有效減少密碼機(jī)多機(jī)熱備下密鑰同步帶來的極大開銷甚至不可操作。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法，其中硬件系統(tǒng)包括硬件密碼機(jī)(以下簡稱密碼機(jī))、終端系統(tǒng)設(shè)備端(以下簡稱設(shè)備端)和終端系統(tǒng)服務(wù)端(以下簡稱服務(wù)端)，其中:終端系統(tǒng)設(shè)備端與終端系統(tǒng)服務(wù)端相連，硬件密碼機(jī)與終端系統(tǒng)服務(wù)端相連。實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法包括如下步驟如下:
步驟一、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)密碼機(jī)設(shè)備密鑰的η個(gè)分量LMKl-LMKn ；
步驟二、在密碼機(jī)中注入LMKl-LMKn，密碼機(jī)根據(jù)密鑰合成算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK ；
步驟三、密碼機(jī)根據(jù)設(shè)備密鑰LMK和密鑰擴(kuò)展算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs，LMKs中包含多對(duì)不同的LMK ；
步驟四、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)傳輸密鑰的η個(gè)分量，并輸出密鑰分量明文ITMKl-1TMKn。密鑰分量個(gè)數(shù)η不限，通常采用I到9個(gè)；密鑰明文輸出方式不限，可采用顯示、打印輸出等方式。
[0011]步驟五、分別在設(shè)備端和密碼機(jī)中注入ITMKl-1TMKn，設(shè)備端和密碼機(jī)根據(jù)約定好的密鑰合成算法計(jì)算得到初始密鑰ITMK。密鑰合成算法方式不限，可采用異或等方式；
步驟六、設(shè)備端向服務(wù)端申請(qǐng)密鑰；
步驟七、服務(wù)端查詢?cè)撛O(shè)備是否有傳輸密鑰TMK:
如果有，則服務(wù)端直接申請(qǐng)工作密鑰，然后跳到步驟十一；如果無，則服務(wù)端先向密碼機(jī)申請(qǐng)傳輸密鑰TMK，然后去步驟八；
步驟八、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生傳輸密鑰TMK，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和初始密鑰ITMK加密的傳輸密鑰密文CTMKl和CTMK2返回給服務(wù)端； 步驟九、服務(wù)端保存?zhèn)鬏斆荑€密文CTMKl ；
步驟十、服務(wù)端將用初始密鑰加密的傳輸密鑰密文CTMK2發(fā)送給設(shè)備端；
步驟十一、服務(wù)端向密碼機(jī)申請(qǐng)不同類型的工作密鑰WKl-WKn ；
步驟十二、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生工作密鑰WKl-WKn，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和傳輸密鑰TMK加密的工作密鑰密文CWKl和CWK2返回給服務(wù)端；
步驟十三、服務(wù)端保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK加密的工作密鑰密文CWKl ；
步驟十四、服務(wù)端將傳輸密鑰加密的工作密鑰密文CWK2發(fā)送給設(shè)備端；
步驟十五、設(shè)備端保存收到的下發(fā)密鑰TMK和WK。
[0012]上述步驟中提及的傳輸密鑰TMK可通過終端系統(tǒng)不定期的更新，每次更新，包括下列步驟:
O服務(wù)端向密碼機(jī)申請(qǐng)新的傳輸密鑰NTMK，并將舊的傳輸密鑰密文CTMKl送入密碼
機(jī)；
2)密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生新的傳輸密鑰NTMK，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和舊的傳輸密鑰加密的傳輸密鑰密文CNTMKl和CNTMK2返回給服務(wù)端；
3)服務(wù)端保存?zhèn)鬏斆荑€密文CNTMKl；
4)服務(wù)端將用舊的傳輸密鑰加密的傳輸密鑰密文CNTMK2發(fā)送給設(shè)備端；
5)設(shè)備端保存收到的下發(fā)密鑰NTMK。
[0013]上述步驟中提及的密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK可不定期更新，包括下列步驟:
1)密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)新的密碼機(jī)設(shè)備密鑰的η個(gè)分量NLMKl-NLMKn；
2)在密碼機(jī)中注入新的NLMKl-NLMKn，密碼機(jī)根據(jù)密鑰合成算法計(jì)算并保存新的密碼機(jī)設(shè)備密鑰NLMK ；
3)密碼機(jī)根據(jù)設(shè)備密鑰NLMK和密鑰擴(kuò)展算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰集NLMKs；
4)密碼機(jī)建立密鑰臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)，將舊的密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs移到該區(qū)域保存；
5)服務(wù)端向密碼機(jī)申請(qǐng)密鑰切換，并將密鑰類型、舊的密鑰密文和密鑰校驗(yàn)值送入密碼機(jī)；
6)密碼機(jī)計(jì)算新的密鑰密文返回服務(wù)端；
7)服務(wù)端保存下發(fā)的密鑰。
[0014]本發(fā)明的工作原理是:使用本發(fā)明方法產(chǎn)生的密鑰時(shí)，服務(wù)端向密碼機(jī)請(qǐng)求安全服務(wù)，并將服務(wù)類型、密鑰密文和運(yùn)算數(shù)據(jù)送入密碼機(jī)；密碼機(jī)內(nèi)部解密密鑰，并根據(jù)服務(wù)類型和運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行密碼運(yùn)算，然后返回計(jì)算結(jié)果給服務(wù)端。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法，其特征在于:包括如下步驟:步驟一、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)密碼機(jī)設(shè)備密鑰的η個(gè)分量LMKl-LMKn ； 步驟二、在密碼機(jī)中注入LMKl-LMKn，密碼機(jī)根據(jù)密鑰合成算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK ； 步驟三、密碼機(jī)根據(jù)設(shè)備密鑰LMK和密鑰擴(kuò)展算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs ； 步驟四、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)傳輸密鑰的η個(gè)分量，并輸出密鑰分量明文ITMKl-1TMKn ； 步驟五、分別在設(shè)備端和密碼機(jī)中注入ITMKl-1TMKn，，設(shè)備端和密碼機(jī)根據(jù)設(shè)定的密鑰合成算法計(jì)算得到初始密鑰ITMK ； 步驟六、設(shè)備端向服務(wù)端申請(qǐng)密鑰； 步驟七、服務(wù)端查詢?cè)撛O(shè)備是否有傳輸密鑰TMK: 如果有，則服務(wù)端 直接申請(qǐng)工作密鑰，然后跳到步驟十一；如果無，則服務(wù)端先向密碼機(jī)申請(qǐng)傳輸密鑰TMK，然后進(jìn)入步驟八； 步驟八、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生傳輸密鑰TMK，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和初始密鑰ITMK加密的傳輸密鑰密文CTMKl和CTMK2返回給服務(wù)端； 步驟九、服務(wù)端保存?zhèn)鬏斆荑€密文CTMKl ； 步驟十、服務(wù)端將用初始密鑰加密的傳輸密鑰密文CTMK2發(fā)送給設(shè)備端； 步驟十一、服務(wù)端向密碼機(jī)申請(qǐng)不同類型的工作密鑰WKl-WKn ； 步驟十二、密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生工作密鑰WKl-WKn，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和傳輸密鑰TMK加密的工作密鑰密文CWKl和CWK2返回給服務(wù)端； 步驟十三、服務(wù)端保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK加密的工作密鑰密文CWKl ； 步驟十四、服務(wù)端將傳輸密鑰加密的工作密鑰密文CWK2發(fā)送給設(shè)備端； 步驟十五、設(shè)備端保存收到的下發(fā)密鑰傳輸密鑰TMK和工作密鑰WK。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法，其特征在于:所述傳輸密鑰TMK的更新方法如下: O服務(wù)端向密碼機(jī)申請(qǐng)新的傳輸密鑰NTMK，并將舊的傳輸密鑰密文CTMKl送入密碼機(jī)； 2)密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生新的傳輸密鑰NTMK，根據(jù)密鑰類型從密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs選取一對(duì)LMK，并將用密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK和舊的傳輸密鑰加密的傳輸密鑰密文CNTMKl和CNTMK2返回給服務(wù)端； 3)服務(wù)端保存?zhèn)鬏斆荑€密文CNTMKl； 4)服務(wù)端將用舊的傳輸密鑰加密的傳輸密鑰密文CNTMK2發(fā)送給設(shè)備端； 5)設(shè)備端保存收到的下發(fā)密鑰NTMK。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備一機(jī)一密的方法，其特征在于:所述密碼機(jī)設(shè)備密鑰LMK的更新方法如下: I)密碼機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)新的密碼機(jī)設(shè)備密鑰的η個(gè)分量NLMKl-NLMKn ；2)在密碼機(jī)中注入新的NLMKl-NLMKn，密碼機(jī)根據(jù)密鑰合成算法計(jì)算并保存新的密碼機(jī)設(shè)備密鑰NLMK ；3)密碼機(jī)根據(jù)設(shè)備密鑰NLMK和密鑰擴(kuò)展算法計(jì)算并保存密碼機(jī)設(shè)備密鑰集NLMKs； 4)密碼機(jī)建立密鑰臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)，將舊的密碼機(jī)設(shè)備密鑰集LMKs移到該區(qū)域保存； 5)服務(wù)端向密碼機(jī)申請(qǐng)密鑰切換，并將密鑰類型、舊的密鑰密文和密鑰校驗(yàn)值送入密碼機(jī)； 6)密碼機(jī)計(jì)算新的密鑰密文返回服務(wù)端； 7)服務(wù)端保存下發(fā)的密鑰。
【文檔編號(hào)】H04L9/08GK103684753SQ201310640810
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】黃錦 申請(qǐng)人:成都衛(wèi)士通信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司