面向移动终端的动态多属性多级别的身份认证方法

摘要

本发明公开了一种面向移动终端的动态多属性多级别的身份认证方法，选取一个安全的消息认证算法MA，在移动终端中设有和后台数据库DB共享的固化在芯片内部的密钥S，并在后台数据库中存储移动终端的两个不同密钥。本发明在移动终端和后台数据库之间提供了一个多级别的轻量级认证，当用户需要进行最基本的认证需求时，如微支付，则只需移动终端内部的固化密钥进行处理即可安全快速的实现；同时如需进行中高级别认证时，通过用户密钥key₁(如口令)和key₂(如指纹)，结合门限思想及方法处理移动终端的相关属性，灵活地实现多级别认证，以满足用户的不同应用场合的需求，如小额支付，大额支付等。本发明方法简单，使用方便，实施效果好。

主权项

一种面向移动终端的动态多属性多级别的身份认证方法，其特征在于：选取一个安全的消息认证算法MA，在移动终端中设有和后台数据库DB共享的固化在芯片内部的密钥S，并在后台数据库中存储移动终端的两个不同密钥，移动终端用户拥有以下数据：消息认证算法MA模块和AES加密模块, n个属性att₁、att₂…att_n和固化密钥S，用户共享密钥key₁和 key₂；后台数据库DB拥有以下数据：消息认证算法MA模块和AES加密模块,移动终端的n个属性att₁, att₂…att_n和固化密钥S，用户共享密钥key₁和 key₂；在认证过程中，(1). 终端阅读器向需要认证的移动终端用户发送一个随机数R_d和特征值C；(2). 移动终端用户自行生成一个随机数R_t，并根据特征值C判断认证级别e_i，i=1,2,3；(3). 移动终端用户调用消息认证算法模块，计算σ₁=h_s(e_i，R_d，R_t)，并分为左右两部分：σ_1L和σ_1R，若认证级别为e1则存储σ_1R，否则不予存储；同时将σ₁、 R_t、认证级别e_i和移动终端ID号发送给终端阅读器；(4). 终端阅读器将σ_1L、R_d、 R_t、认证级别e_i和移动终端ID号发送给后台数据库DB；(5). 后台数据库DB通过ID号查找出相应的固化密钥S，调用消息认证算法MA模块，计算σ₁’=h_s(e_i’，R_d，R_t)，通过对比σ’_1L和σ_1L是否相同，验证移动终端用户的合法性，如相同，则移动终端用户验证通过；此时根据认证级别执行相应的操作；(6). 若认证级别为e1，则执行如下操作：(7). 后台数据库DB将σ’_1R发送给移动终端用户；(8)移动终端用户在收到σ’_1R后，将其与σ_1R进行对比，如通过则验证通过，否则验证失败，结束通信；(9). 若认证级别为e2，则执行如下操作：(10). 后台数据库DB按照相关要求对移动终端用户进行认证控制，选取一个随机数R_b和门限值t，并将R_b和t发送给移动终端用户；(11). 移动终端用户在收到R_b和门限值t后，选定一个t‑1次插值多项式f(x)=a_t‑1x^t‑1+ a_t‑2x^t‑2+…+a₁x¹+a₀ mod q，其中，q为一个大素数，Z_q为整数域，a₀，a₁，…，a_t‑1 mod q，输入移动终端的n个属性att₁、att₂…att_n，得到对应值 f(att₁)、f(att₂)…f(att_n)，调用AES加密模块，计算c_i=D_s( f(att_i))，计算σ₂=h_key1(a₀, σ₁)，将{att₁, att₂,…, att_n, c₁,c₂, …, c_n, σ₂}发送给后台数据库DB；_{(12). 后台数据库DB在收到相关数据后，将属性att1、att2…attn同后台数据库中存储的属性进行对比，如吻合的属性数目小于t个或必需属性不包含在内，则拒绝认证，否则调用AES模块对ci进行解密，并用拉格朗日插值多项式计算出a0’，同时计算σ2’= hkey1(a0’，σ1)，并将σ2’与σ2进行对比，如吻合则验证通过，否则验证失败，结束通信；(13). 若认证级别为e3，则执行如下操作：(14). 后台数据库DB按照相关要求对移动终端用户进行认证控制，选取一个随机数Rb和门限值t，并将Rb和 t发送给移动终端用户；(15). 移动终端用户在收到Rb和门限值t后，选定一个t‑1次插值多项式f(x)=at‑1x^t‑1+ at‑2x^t‑2+…+a1x¹+a0 mod q，其中，q为一个大素数，Zq为整数域，a0，a1，…，at‑1 mod q，输入移动终端的n个属性att1、att2…attn，得到对应值f(att1)、f(att2)…f(attn)，调用AES加密模块，计算ci=Ds( f(atti))，σ2=hkey1(a0，σ1，key2)，将{att1、att2…attn，c1，c2，…，cn，σ2}发送给后台数据库DB；(16). 后台数据库DB在收到相关数据后，将属性att1、att2…attn同后台数据库DB中存储的属性进行对比，如吻合的属性数目小于t个或必需属性不包含在内，则拒绝认证，否则调用AES模块对ci进行解密，并用拉格朗日插值多项式计算出a0’，同时计算σ2’=hkey1(a0’，σ1，key2)，并将σ2’与σ2进行对比，如吻合则验证通过，否则验证失败，结束通信。}