一种用于密钥交换的多变量公钥密码系统及生成方法

摘要

本发明公开了一种用于密钥交换的多变量公钥密码系统，包括：控制器，控制各部件之间信息的收发和执行动作；秘密信息生成器，通过系统的公开参数分别计算出用户一、二的私有信息和公钥信息；交互信息收发器，建立用户一、二的交互连接，并发送自己存储的公钥信息以及接收对方发送的用户公钥信息；会话密钥信息合成器，对方的公钥信息收取完毕后，用自己用户的私有信息与收到的公钥信息进行映射合成运算，生成用户一、二的会话密钥信息。本发明的系统及生成方法，其安全等级高、运算速度快。

主权项

一种用于密钥交换的多变量公钥密码系统，其特征在于，包含：控制器一，用于控制秘密信息生成器一向交互信息收发器一发出用户一的私有信息、公钥信息和交互请求，当交互信息收发器一接收完交互信息收发器二发出的用户二的公钥信息后，控制交互信息收发器一向会话密钥信息合成器一发出计算请求；秘密信息生成器一，输入系统公开参数：有限域k、一组仅有二次项的多变量多项式A、u阶方阵空间和n阶方阵空间中具有乘法可交换性的集合Alg(L₁)和Alg(L₂)的代数结构，从Alg(L₁)和Alg(L₂)中分别随机选取可逆矩阵S₁、T₁作为用户一的私有信息，两个随机矩阵分别对上述的一组仅有二次项的多变量多项式A的两端进行复合映射得到用户一的公钥信息，然后控制器一控制秘密信息生成器一向交互信息收发器一发出用户一的私有信息、公钥信息和交互请求；交互信息收发器一，用于存储用户一的私有信息和公钥信息，并响应秘密信息生成器一发出的交互请求，与交互信息收发器二建立连接，接收交互信息收发器二发送的用户二的公钥信息，用户二的公钥信息接收完毕后，控制器一控制交互信息收发器一向会话密钥信息合成器一发出计算请求；会话密钥信息合成器一，用于响应交互信息收发器一发出的计算请求，将用户一私有信息的两个随机可逆矩阵分别按照复合映射作用于用户二的公钥信息的两端，生成用户一与用户二的会话密钥信息；控制器二，用于控制秘密信息生成器二向交互信息收发器二发出用户二的私有信息、公钥信息和交互请求，当交互信息收发器二接收完交互信息收发器一发出的用户一的公钥信息后，控制交互信息收发器二向会话密钥信息合成器二发出计算请求；秘密信息生成器二，输入系统公开参数：有限域k、一组仅有二次项的多变量多项式A、u阶方阵空间和n阶方阵空间中具有乘法可交换性的集合Alg(L₁)和Alg(L₂)的代数结构，从Alg(L₁)和Alg(L₂)中分别随机选取可逆矩阵S₂、T₂作为用户二的私有信息，两个随机可逆矩阵分别对上述的一组仅有二次项的多变量多项式A的两端进行复合映射得到用户二的公钥信息，然后控制器二控制秘密信息生成器二向交互信息收发器二发出用户二的私有信息、公钥信息和交互请求；交互信息收发器二，用于存储用户二的私有信息和公钥信息，并响应秘密信息生成器二发出的交互请求，与交互信息收发器一建立连接，接收交互信息收发器一发送的用户一的公钥信息，用户一的公钥信息接收完毕后，控制器二控制交互信息收发器二向会话密钥信息合成器二发出计算请求；会话密钥信息合成器二，用于响应交互信息收发器二发出的计算请求，将用户二私有信息的两个随机可逆矩阵分别按照复合映射作用于用户一的公钥信息的两端，生成用户一与用户二的会话密钥信息。