一种融合指纹、ECDH和ECC的强前向安全数字签名方法

摘要

一种融合指纹、ECDH和ECC的强前向安全数字签名方法，包括三个阶段：指纹密钥的生成，椭圆曲线密钥交换协议(ECDH)以及基于ECC的强前向数字签名过程；使用时使得用户双方密钥在签名周期内不断演进，使计算出的密钥也不断更换；本发明具数字签名的高效性和安全性，同时具有重要的理论与实用价值的优点。

主权项

一种融合指纹、ECDH和ECC的强前向安全数字签名方法，其特征在于，包括三个阶段：第一阶段：通过指纹图像处理生成用于数字签名的密钥阶段：步骤1：发送方用户A和接收方用户B各自的指纹秘钥R生成包括：指纹特征提取，指纹特征变换，指纹密钥生成与恢复，生成密钥；第二阶段：基于椭圆曲线密钥交换协议(Elliptic Curve Diffie‑Hellman，ECDH)的完成“双密钥”交换：步骤2：获取秘钥，发送方用户A的指纹私钥R记为K_apri，接收方用户B的指纹私钥R记为K_bpri；步骤3：计算公钥，根据P_a＝K_apri·G和P_b＝K_bpri·G计算出公钥；步骤4：交换秘钥，根据ECDH工作过程，数字签名双方发送方用户A和接收方用户B分别根据K＝K_apri·P_b和K＝K_bpri·P_a计算出共享秘钥K作为双方通信的密钥；第三阶段：采用对称密钥算法AES、Hash函数、ECC技术实现强前向安全数字签名与验证阶段:步骤5、AES加解密过程发送方用户A使用对称密钥算法AES将待传输的原始明文M加密成密文C，接收方用户B使用对称密钥算法AES将接受的发送方用户A发来的密文C解密成明文M'；步骤6、发送方签名过程发送方用户A通过使用Hash函数计算明文M的Hash值作为明文的消息摘要，使用自身的指纹密钥K_apri通过ECC强前向安全数字签名方法对消息摘要签名，生成数字签名数据；同时，发送方用户A将密文C和数字签名数据发送给接收方用户B；步骤7、接收方验证过程接收方用户B在接收到发送方用户A发来的数据后，使用通过公共途径获取的发送方用户A的公钥对数字签名进行解密计算；同时利用密钥K对密文C解密，并将解密后的明文M'再经Hash函数运算，进而又得到一消息摘要；最后把该消息摘要与通过ECC强前向安全数字签名方法解密后得到的摘要对比，如果结果相等，则证明该签名确实是发送方用户A发送的，否则视为无效。