椭圆曲线密码算法在智能密码钥匙中的实现.pdf

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1、科技信息○IT论坛○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2009年第21期椭圆曲线密码算法在智能密码钥匙中的实现欧阳璠(中南林业科技大学计算机与信息工程学院湖南长沙410004)【摘要】椭圆曲线密码算法主要应用于智能密码钥匙的芯片操作系统中，它从技术上保证了信息的绝对安全性，并且实现了数据加解密、数字签名和身份认证等功能。这些功能的实现大大提高了智能密码钥匙的安全机制。本文将研究安全椭圆曲线的生成以及椭圆曲线密码算法在智能密码钥匙的数据加解密、数字签名和身份认证三个方面的实现。【关键词】智能密码钥匙；椭圆曲线

2、密码算法；芯片操作系统；安全机制RealizationofEllipticCurveCryptographyonUSBKeyOUYANGFan(ComputerandInformationEngineeringCollege,CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,ChangshaHunan,410004)【Abstract】ThispaperstudiestheapplicationofECCinthechipoperatingsystemofUSBKey.ECCguarant

3、eestheabsolutesecurityofinformationinthetechnology.Thefunctionsincludedataencryption,datadecryption,digitalsignatureandidentityauthentication.ThispeperstudiesthecreatingofECCandtherealizationofECConUSBKey.【Keywords】USBKey;EllipticCurveCryptography;COS;SecurityMechanis

4、m0．引言算，negate()定义取反运算，这四个方法的返回值都是Fq类型的；密码学是研究数据加解密的原理、方法及技术的科学。密码技术F2m_mod()定义模运算，F2m_add()定义加运算，F2m_mul()定义乘运算，按照不同的密码体制可分为对称密码和非对称密码，非对称密码又称F2m_inv()定义求逆运算，这四个方法的返回值都是BigInteger型的,为公钥密码。公钥密钥密码体系有基于整数因式分解、基于离散对数setModulus()方法设定不可约多项式即属性modulus。和基于椭圆曲线这三大类别[1]。作为新一代的公

5、钥密码体制，相对其他2.2ECPoint类ECPoint类定义的是椭圆曲线上的点。两个属性加密技术而言，椭圆曲线密码算法在技术上具有安全性高、生成公私x，y分别表示椭圆曲线上点的x坐标和y坐标。主要方法：iszero()方法钥方便、处理速度快和存储空间小等方面的优势，这些优点使它成为是判断该点是否是无穷远点，negate()方法是取某个点P的加法逆元即保证智能密码钥匙安全机制的主要算法。求-P。1．模块设计2.3EC类EC类定义的是椭圆曲线以及椭圆曲线点的运算。这两个类中的属性a和b对应椭圆曲线的方程式y2+xy=x3+ax2+b

6、智能密码钥匙的软件体系分为三个部分，分别是数据处理功能部的两个分、椭圆曲线密码算法应用部分和芯片操作系统[2]。椭圆曲线密码算法系数a和b。类中主要的方法：add()方法定义的是点加运算，mul()方法应用部分包括密钥生成验证模块、明文编码解码模块、数字签名认证定义的是点的倍加运算。模块和数据加解密模块四个部分，椭圆曲线密码算法主要就是应用于2.4ECDomainParameters类ECDomainParameters类定义的是椭圆曲线密码域参数。首先介绍该类的属性，m定义的是F2m中的m即这些模块中。椭圆曲线密码算法应用于US

7、BKey的模块功能结构如图1所示。二次域上的扩展指数；basis是用来判断不可约多项式是三项式还是五相式，如果basis为2则不可约多项式是三项式，表示为xm+xt_k+12．类分析；如果basis为3则不可约多项式是五项式，表示为xmt_k3t_k2t_k1我所选用的曲线是基于Fm上的椭圆曲线[3]，曲线方程为y2+xy=+x+x+x+1；E2x3+ax2+b(a，b∈F2m，b≠0)。在进行加解密和数字签名等操作前，先必须定义椭圆曲线的方程式；G定义椭圆曲线的基点；n是G的阶；h是协对有限域以及有限域上的运算、椭圆曲线的点及点

8、的运算、椭圆曲线因子。的表示方法、公钥和私钥给出定义[4]。所有的相关算法都是在此基础上2.5ECPubKey和ECPricKey类ECPubKey类定义的是密码系统实现的。所有相关的类分为两大类，第一类是初始化类，即F2m类、的公钥。它有两个属性