一種體域網(wǎng)主密鑰生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密鑰生成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種體域網(wǎng)主密鑰生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]體域網(wǎng)協(xié)議(IEEE 802.15.6)規(guī)定了體域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和密鑰協(xié)商機(jī)制。其中，所述體域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用星型結(jié)構(gòu)，有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)hub和多個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)node組成，各個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)node可以與所述中心節(jié)點(diǎn)hub進(jìn)行通信，但不同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)node之間不可通信。需要說(shuō)明的是，各個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)node在與所述中心節(jié)點(diǎn)hub進(jìn)行通信之前，需要有該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)起與所述中心節(jié)點(diǎn)之間的主密鑰協(xié)商，待協(xié)商完成后，根據(jù)主密鑰產(chǎn)生臨時(shí)會(huì)話密鑰，進(jìn)行數(shù)據(jù)加密/認(rèn)證等安全操作。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的主密鑰協(xié)商協(xié)議主要為基于橢圓曲線的Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議，其中，Diffie-Hellman是一種確保共享KEY安全穿越不安全網(wǎng)絡(luò)的方法，即一種建立密鑰的方法。但是這種密鑰交換協(xié)議中信息傳輸?shù)陌踩暂^差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種體域網(wǎng)主密鑰生成方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中主密鑰協(xié)商協(xié)議中，信息傳輸?shù)陌踩缘膯?wèn)題。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:
[0006]一種體域網(wǎng)主密鑰生成方法，所述體域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，該方法包括:
[0007]所述中心節(jié)點(diǎn)接收所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰，由所述中心節(jié)點(diǎn)基于所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰和第二公鑰、所述中心節(jié)點(diǎn)的第一私鑰和第二私鑰生成第一密鑰變量值，以得到主密鑰；
[0008]所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰，由所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)基于所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰和第二公鑰、所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一私鑰和第二私鑰生成第二密鑰變量值，以得到主密鑰；
[0009]其中，所述第一密鑰變量值和第二密鑰變量值相同。
[0010]優(yōu)選的，所述體域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)只包括一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，所述第一密鑰變量值的計(jì)算公式為:
[0011 ] DHKeyl = xOXPKI+SKOXyl ；
[0012]其中，DHKeyl表示第一密鑰變量值，SKO表示所述中心節(jié)點(diǎn)的第一私鑰，χ0表示所述中心節(jié)點(diǎn)的第二私鑰，PKl表示所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰，yl表示所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第二公鑰；
[0013]所述第二密鑰變量值的計(jì)算公式為:
[0014]DHKey2 = xl XPK0+SK1 XyO ；
[0015]其中，DHKey2表示第二密鑰變量值，SKl表示所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一私鑰，xl表示目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第二私鑰，PKO表示所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰，y0表示所述中心節(jié)點(diǎn)的第二公鑰。
[0016]優(yōu)選的，所述公鑰與所述私鑰的計(jì)算公式為:公鑰=私鑰XG ;其中，X是橢圓曲線上的特有乘法運(yùn)算，在該乘法運(yùn)算中，由私鑰和G可以得出公鑰，但由公鑰和G無(wú)法得出私鑰。
[0017]優(yōu)選的，所述中心節(jié)點(diǎn)內(nèi)預(yù)先設(shè)置有所述中心節(jié)點(diǎn)的第二私鑰、第二公鑰，以及所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第二公鑰。
[0018]優(yōu)選的，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)內(nèi)預(yù)先設(shè)置有所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第二私鑰、第二公鑰以及所述中心節(jié)點(diǎn)的第二公鑰。
[0019]優(yōu)選的，所述中心節(jié)點(diǎn)接收所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰前還包括:
[0020]所述中心節(jié)點(diǎn)選取自身的第二私鑰，生成自身的第二公鑰，并接收所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第二公鑰；
[0021]所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰前包括:
[0022]所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選取自身的第二私鑰，生成自身的第二公鑰，并接收所述中心節(jié)點(diǎn)的第二公鑰。
[0023]優(yōu)選的，所述體域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
[0024]優(yōu)選的，所述中心節(jié)點(diǎn)內(nèi)預(yù)先設(shè)置有各個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第二公鑰。
[0025]優(yōu)選的，所述中心節(jié)點(diǎn)接收所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰前還包括:
[0026]所述中心節(jié)點(diǎn)選取自身的第二私鑰，生成自身的第二公鑰，并接收各個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第二公鑰。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明實(shí)施例所提供的體域網(wǎng)主密鑰生成方法中，所述中心節(jié)點(diǎn)基于所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰和第二公鑰、所述中心節(jié)點(diǎn)的第一私鑰和第二私鑰生成第一密鑰變量值，以得到主密鑰，而不是僅基于自身的私鑰和所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的公鑰生成，同理，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)基于所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰和第二公鑰、所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一私鑰和第二私鑰生成第二密鑰變量值，以得到主密鑰，而不是僅基于自身的私鑰和所述中心節(jié)點(diǎn)的公鑰生成，從而使得即使所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰和所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰被中間人獲取，中間人也無(wú)法計(jì)算出所述第一密鑰變量(或所述第二密鑰變量)，解決了基于橢圓曲線的Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議無(wú)法抵御中間人的問(wèn)題，提高了信息傳輸?shù)陌踩浴?br>【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所提供的體域網(wǎng)主密鑰生成方法的流程示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施例所提供的體域網(wǎng)主密鑰生成方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]正如【背景技術(shù)】部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中基于橢圓曲線的Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議中信息傳輸?shù)陌踩暂^差。
[0033]發(fā)明人研宄發(fā)現(xiàn)，體域網(wǎng)協(xié)議中，基于橢圓曲線的Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議的前提是有一公開(kāi)的橢圓曲線E及其上一點(diǎn)G。然后，選取一個(gè)私鑰SK，計(jì)算公鑰PK =SKXG，其中，X是橢圓曲線上的特有乘法運(yùn)算，在該乘法運(yùn)算中，有SK和G可以得出PK，但是由PK和G無(wú)法計(jì)算出SK。
[0034]具體的，該基于橢圓曲線的Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議中的協(xié)商步驟包括:
[0035]步驟01:協(xié)商雙方A、B各自選取私鑰SKjP SK B；
[0036]步驟02:協(xié)商方A計(jì)算出其公鑰PKa= SK aXG，發(fā)送給協(xié)商方B ;協(xié)商方B計(jì)算出其公鑰PKb= SKbXG,發(fā)送給協(xié)商方A ；
[0037]步驟03:協(xié)商方A收到協(xié)商方B的公鑰PK^，會(huì)計(jì)算得到一個(gè)中間變量DHKey(AB) = SKaXPKb= SKaXSKbXG ;協(xié)商方B收到協(xié)商方A的公鑰Pig^，也會(huì)計(jì)算得到一個(gè)中間變量 DHKey (BA) = SKbXPKa= SK ΒX SKaX G。
[0038]由此可見(jiàn)，協(xié)商方A和協(xié)商方B得到的中間變量DHKey (AB)和DHKey (BA)相同，雙方以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步計(jì)算得到共享的主密鑰。
[0039]但是，當(dāng)上述密鑰交換協(xié)議遇到中間人E的攻擊時(shí)，其協(xié)商過(guò)程包括:
[0040]步驟011:協(xié)商雙方Α、B各自選取私鑰SKjP SK Β，中間人E選取自己的私鑰SKE;
[0041]步驟022:協(xié)商方A計(jì)算出其公鑰PKa= SKaXG,發(fā)送給協(xié)商方B，該信息被中間人E截取，中間人E將自己的公鑰PKe= SK bXG發(fā)送給協(xié)商方B ;協(xié)商方B計(jì)算出其公鑰PKb=SKbXG，發(fā)送給協(xié)商方A，該信息也被中間人E截取，中間人E將自己的公鑰PKe= SKbXG發(fā)送給協(xié)商方A ;
[0042]步驟33:協(xié)商方A收到中間人的公鑰Pig^，會(huì)計(jì)算出一個(gè)中間變量DHKey(AE)=SKaXPKe= SKaXSKeXG;協(xié)商方B收到中間人的公鑰Pigg，會(huì)計(jì)算出一個(gè)中間變量DHKey (BE) = SKbXPKe= SKbXSKeXG0
[0043]而中間人E可以計(jì)算出DHKey(AE)和DHKey (BE)，從而使得協(xié)商方A和協(xié)商方B直接協(xié)商的密鑰變成了 A-E和E-B之間協(xié)商的密鑰，導(dǎo)致在以后的通信過(guò)程中，中間人E可以轉(zhuǎn)發(fā)竊取協(xié)商方A和協(xié)商方B之間的信息而不被發(fā)現(xiàn)。
[0044]由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中基于橢圓曲線的Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議法抵御中間人攻擊，信息傳輸?shù)陌踩暂^差。
[0045]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種體域網(wǎng)主密鑰生成方法，所述體域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，該方法包括:
[0046]所述中心節(jié)點(diǎn)接收所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰，由所述中心節(jié)點(diǎn)基于所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一公鑰和第二公鑰、所述中心節(jié)點(diǎn)的第一私鑰和第二私鑰生成第一密鑰變量值，以得到主密鑰；
[0047]所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰，由所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)基于所述中心節(jié)點(diǎn)的第一公鑰和第二公鑰、所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第一私鑰和第二私鑰生成第二密鑰變量值，以得到主密鑰；
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