发明名称 用于保护数位秘密的方法及其系统
摘要 本发明系一种用于保护数位秘密的方法及其系统,其内容系基于数位秘密之分割与回复所创新的技术与系统,以保护可验证的数位秘密,例如加密金钥及识别码等。本发明技术之实施可提供个人一个个人化的工具以保护秘密资料且加强了安全性。秘密分割与秘密回复的处理可以在相同的一台电脑中执行,也可以分开在不同的电脑来执行。
申请公布号 TWI255121 申请公布日期 2006.05.11
申请号 TW093130793 申请日期 2004.10.08
申请人 长庚大学 发明人 黄景彰
分类号 H04L9/00 主分类号 H04L9/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种用于保护数位秘密的方法,其系包括: 将一个与受保护的数位秘密无关之使用者选择的 通行码输入到第一转换式获得一暂时値; 以前述暂时値及该数位秘密作为第二转换式的输 入値,以产生一个数位秘密相关部份存于暂存记忆 体; 将数位秘密相关部份存于持久性记忆体; 将暂存记忆体中的数位秘密相关部份删除; 由第一及第二转换式之计算所使用到的记忆体中, 删除数位秘密和前述暂时値。 2.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含: 当使用者要求回复该数位秘密时,向其接收一个通 行码及数位秘密相关部份; 使用接收的通行码和接收的数位秘密相关部份当 作第三转换式的输入値,以计算一个作为被回复之 秘密的数値,此一回复秘密之计算并没有事先验证 所收到的通行码是否正确; 以验证资讯来验证被回复的秘密,所用的验证资讯 与前述被保护的数位秘密具有关连; 根据验证步骤的结果,来判定接收到的通行码是否 与使用者所选择的通行码相符,以及接收到的数位 秘密相关部份是否与正确的数位秘密相关部份相 符。 3.如申请专利范围第2项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中前述第一及第二转换式分别设定为一 个函数一f1及一个函数二f2,前述的第三转换式则 设定为此函数一f1及另一个函数三f3的合成函数, 该合成函数是依先计算f1接着再计算f3的方式所组 成。 4.如申请专利范围第3项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中函数一f1、函数二f2及函数三f3,分述 如下: U=f1(password)=hash(password)+,其中,hash( )是一个碰撞 阻抗杂凑函数,此函数针对任何password之输入値皆 产生一个正整数,而是一非负整数的常数; V=f2(U,S)=(U+S)mod q,其中,U是一输入数値,代表函数 一f1的一个输出例,S是一个正整数,代表数位秘密 的一个数値例,q则大于数位秘密的所有数値例,也 大于所有通行码输入値所产生的杂凑値,是一个 与q互质的正整数; S=f3(U,V)=(-1V+((-(-1U mod q))mod q))mod q,其中,U是 一输入数値,代表函数一f1的一个输出例,V亦为一 输入数値,代表数位秘密相关部份的一个数値例,q 是一个如同函数f2中所定义之足够大的整数,亦 如函数f2中的定义,而-1则是在mod q之模运算的 乘法反元素。 5.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含使用一个密码学金钥当作被保护 之数位秘密的一部份或全部。 6.如申请专利范围第5项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中该密码学金钥是一把对称式密码系统 的金钥。 7.如申请专利范围第5项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中该密码学金钥是一组公开金钥及私密 金钥之金钥对中的私密金钥。 8.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含利用一个识别码作为被保护之数 位秘密的一部份或全部,此识别码用于存取一个被 保护的资讯系统。 9.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含: 在连接该持久性记忆体以接收并储存「数位秘密 相关部份」的电脑系统中执行第一及第二转换式; 在完成第二转换式以及储存数位秘密相关部份后, 将持久性记忆体由此电脑系统分离。 10.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含选择一个无碰撞映射函数以计算 第一转换式。 11.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含选择一个碰撞阻抗杂凑函数以计 算第一转换式。 12.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含: 将第一及第二转换式分别设定为一个函数一f1及 一个函数二f2,使一个依函数一f1接着函数二f2之计 算顺序所组成的合成函数f2(f1(Y),S),在给予一个被 保护的数位秘密S値的前提下,对于输入变数Y而言, 是一个无碰撞映射函数或是一个碰撞阻抗杂凑函 数。 13.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含: 将第一及第二转换式分别设定为一个函数一f1及 一个函数二f2; 由要求回复数位秘密的一位使用者接收通行码及 数位秘密相关部份; 在没有事先验证已收到之通行码是否正确的状况 下,使用接收到的通行码和接收到的数位秘密相关 部份当作第三转换式的输入値,以计算一个作为被 回复之秘密的数値; 达成以函数一f1及函数二f2依先计算f1接着再计算f 2的方式所组成之合成函数计算出的数位秘密相关 部份,与藉由第三转换式回复的数位秘密之间,在 接收到的通行码符合使用者所选择之通行码的条 件下,存在着逆向的关系。 14.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含使用一个可携式储存装置作为持 久性记忆体以储存数位秘密相关部份。 15.如申请专利范围第14项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中可携式储存装置包含一个数位处理 器,且此方法进一步包括在此数位处理器中执行第 一及第二转换式。 16.如申请专利范围第15项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中包含: 自要求回复数位秘密的一位使用者接收通行码; 取得数位秘密相关部份; 在没有事先验证接收之通行码是否正确的状况下, 使用接收的通行码和取得的数位秘密相关部份当 作第三转换式的输入値,以计算一个作为被回复之 秘密的数値; 于上述数位处理器中执行第三转换式。 17.如申请专利范围第14项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,可携式储存装置包含一个数位处 理器,并于此方法中进一步包括: 自要求回复数位秘密的一位使用者接收通行码; 取得数位秘密相关部份; 在没有事先验证已接收之通行码是否正确的状况 下,使用收到的通行码和取得的数位秘密相关部份 当作第三转换式的输入値,以计算一个作为被回复 之秘密的数値; 于此数位处理器中执行第三转换式。 18.如申请专利范围第1项所述之用于保护数位秘密 的方法,其中包含避免将被选择之通行码和被选择 之通行码的衍生値存于一个持久性记忆体中,但前 述的数位秘密相关部份为例外。 19.一种用于保护数位秘密的方法,其系包括: 接受一个数位秘密作为被保护的标的; 给予一个来自一位经授权的使用者之被选择的通 行码及一个取自特定装置的装置指定码,形成一个 选择的输入値; 利用第一转换式将选择的输入値转换为一个暂时 値; 使用数位秘密以及该暂时値作为第二转换式的输 入値,以产生一个数位秘密相关部份存于前述装置 的持久性记忆体; 由第一及第二转换式之计算所使用到的记忆体中, 删除数位秘密和前述暂时値。 20.如申请专利范围第19项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中包含避免将被选择之通行码和被选 择之通行码的衍生値存于一个持久性记忆体中,但 前述的数位秘密相关部份为例外。 21.如申请专利范围第19项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,将该被选择之通行码及该装置指 定码连结在一起,以该被选择的通行码在先而该装 置指定码在后依序连接其位元串列,或以该装置指 定码在先而该被选择的通行码在后依序连接其位 元串列。 22.如申请专利范围第19项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中包含: 当使用者要求回复该数位秘密时,向其接收通行码 及数位秘密相关部份; 读取该装置以获得装置指定码; 将接收到的通行码和前述获得的装置指定码结合 成接收到的输入値; 利用第一转换式将接收到的输入値转换成一个暂 时値; 自该装置的持久性记忆取回数位秘密相关部份; 使用前述暂时値及取回的数位秘密相关部份当作 第三转换式的输入値,以计算一个作为被回复之秘 密的数値,此一回复秘密之计算并没有事先验证所 收到的通行码是否正确。 23.如申请专利范围第22项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中包含: 将第一、第二及第三转换式分别设定为一个函数 一f1、一个函数二f2、及一个函数三f3,使得,以函 数一f1及函数二f2依先计算f1接着再计算f2的方式 所组成之合成函数计算出的数位秘密相关部份,与 藉由以函数一f1及函数三f3依先计算f1接着再计算f 3的方式所组成之合成函数回复的数位秘密之间, 在接收到的输入値符合使用者所选择之输入値的 条件下,存在着逆向的关系。 24.如申请专利范围第22项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中该装置中包含一个数位处理器。 25.如申请专利范围第24项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中包含限制第一转换式之计算在该数 位处理器中执行。 26.如申请专利范围第19项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,该装置是可携式的装置。 27.如申请专利范围第19项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中包含: 将第一及第二转换式分别设定为一个函数一f1及 一个函数二f2,使一个依函数一f1接着函数二f2之计 算顺序所组成的合成函数f2(f1(Y),S),在给予一个被 保护的数位秘密S値的前提下,对于输入变数Y而言, 是一个无碰撞映射函数或是一个碰撞阻抗杂凑函 数。 28.一种用于保护数位秘密的方法,其系包括: 根据第一转换式将一个个人化输入转换为一个数 位秘密无关部份,其中,该个人化输入之内容至少 有部份与被保护的数位秘密无关; 使用第一转换式产生的数位秘密无关部份及被保 护的数位秘密作为第二转换式之输入値,产生一个 以数位化方式隐藏数位秘密的数位秘密相关部份, 其中,将有第三转换式之存在,设计来使用数位秘 密无关部份及数位秘密相关部份当作输入値以回 复被隐藏的数位秘密(即被保护的数位秘密); 将第二转换式产生的数位秘密相关部份存于一个 持久性记忆体; 由第一及第二转换式之计算所使用到的记忆体,删 除该数位秘密和前述暂时値; 要求开启秘密回复程序的使用者提供(1)正确的个 人化输入以及(2)正确的数位秘密相关部份,以回复 被隐藏的数位秘密; 应用存在的第三转换式,由使用者得到第一个输入 値,计算出数位秘密无关部份作为回应,另由使用 者得到第二个输入値,作为请求数位秘密相关部份 之回应,并利用此两项回应以产生一个输出値予使 用者,在此第三转换式之运算过程中,当第一个输 入値与正确的个人化输入相符且第二个输入値与 正确的数位秘密相关部份相符时,该输出値才会揭 露被隐藏的数位秘密给予使用者。 29.如申请专利范围第28项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,数位秘密包含一个密码学金钥。 30.如申请发明范围第29项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,该密码学金钥是一把对称式密码 系统中的金钥。 31.如申请专利范围第29项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,该密码学金钥是一组公开金钥及 私密金钥之金钥对中的私密金钥。 32.如申请专利范围第28项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中该数位秘密包含一组用于存取被保 护之资讯系统的识别码。 33.如申请专利范围第28项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中该个人化输入包含通行码、唯一识 别码、位置识别资料、装置识别码、随机产生数 或一个由前述各项所组成的资料。 34.如申请专利范围第28项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中包含: 在完成第三转换式之计算后,执行一个验证程序, 以检验该计算的输出値。 35.如申请专利范围第34项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,该验证程序使用与数位秘密具有 关连的验证资讯。 36.如申请专利范围第28项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,该第一转换式为无碰撞映射函数 或碰撞阻抗杂凑函数。 37.如申请专利范围第28项所述之用于保护数位秘 密的方法,其中,给予一个受保护的数位秘密S作为 前提,依先计算函数一f1再计算函数二f2的方式所 组成之合成函数,即f2(f1(Y),S),对输入变数Y而言,是 一个无碰撞映射函数或是一个碰撞阻抗杂凑函数 。 38.一种保护数位秘密之系统,其包含机器可读取的 记忆媒体以存放机器可执行的指令,该等指令将引 导此机器执行: 利用第一转换式将一个与被保护之数位秘密无关 的使用者选择之通行码转换为一个暂时値; 以前述暂时値及该数位秘密作为第二转换式的输 入値,以产生一个数位秘密相关部份存于暂存记忆 体; 将数位秘密相关部份存于持久性记忆体; 将暂存记忆体中的数位秘密相关部份删除; 由第一及第二转换式之计算所使用到的记忆体,删 除数位秘密和前述暂时値。 39.如申请专利范围第38项所述之保护数位秘密之 系统,其中,该指令进一步引导该机器执行: 当使用者要求回复该数位秘密时,向其接收一个通 行码及数位秘密相关部份; 使用收到的通行码和收到的数位秘密相关部份当 作第三转换式的输入値,以计算一个作为被回复之 秘密的数値,此一回复秘密之计算并没有事先验证 所收到的通行码的正确性; 以验证资讯来验证被回复的秘密,所用的验证资讯 与前述的数位秘密具有关连; 根据验证步骤的结果,来判定接收到的通行码是否 与使用者所选择的通行码相符,以及接收到数位秘 密相关部份是否与正确的数位秘密相关部份相符 。 40.如申请专利范围第39项所述之保护数位秘密之 系统,其中,前述第一及第二转换式分别设定为一 个函数一f1及一个函数二f2,前述的第三转换式则 设定为此函数一f1及另一个函数三f3的合成函数, 该合成函数是依先计算f1接着再计算f3的方式所组 成。 41.如申请专利范围第40项所述之保护数位秘密之 物件,其中,函数一、函数二及函数三,分述如下: (1)U=f1(password)=hash(password)+,其中,hash( )是一个碰 撞阻抗杂凑函数,此函数针对任何password之输入値 皆产生一个正整数,而是一非负整数的常数; (2)V=f2(U,S)=(U+S)mod q,其中,U是一输入数値,代表函 数一f1的一个输出例,S是一个正整数,代表数位秘 密的一个数値例,q则大于数位秘密的所有数値例, 也大于所有通行码输入値所产生的杂凑値,是一 个与q互质的正整数; (3)S=f3(U,V)=(-1V+((-(-1U mod q))mod q))mod q,其中,V 为一输入数値,代表数位秘密相关部份的一个数値 例,U、q以及如函数二f2中的定义,而-1则是 在mod q之模运算的乘法反元素。 42.一个电脑系统,包含: 根据第一转换式将个人化输入转换为数位秘密无 关部份的元件; 使用数位秘密无关部份及数位秘密两者作为第二 转换式的输入値以产生一个数位秘密相关部份的 元件,而利用数位秘密相关部份隐藏了原数位秘密 ,其中,将存在第三转换式,设计来使用数位秘密无 关部份及数位秘密相关部份当作输入値以回复数 位秘密; 用于存取持久性记忆体以储存数位秘密相关部份 的元件; 在电脑系统中移除数位秘密相关部份的元件; 在完成第一及第二转换式之计算后,自电脑系统中 删除数位秘密无关部份及数位秘密的元件。 43.如申请专利范围第42项所述之电脑系统,其中包 含: 用于要求开启秘密回复流程的使用者提供(1)正确 的个人化输入以及(2)正确的数位秘密相关部份,以 回复被隐藏数位秘密的元件; 用于第三转换式之计算的元件,其自使用者得到第 一个输入値,计算出数位秘密无关部份作为回应, 另自使用者得到第二个输入値,作为请求数位秘密 相关部份之回应,并利用此两项回应以产生一个输 出値予使用者,在此第三转换式之运算过程中,当 第一个输入値与正确的个人化输入相符且第二个 输入値与正确的数位秘密相关部份相符时,该输出 値才会揭露被隐藏的数位秘密给予使用者。 44.如申请专利范围第43项所述之电脑系统,其中包 含: 用于执行验证程序以检验第三转换式计算完成后 之输出値的元件,其中,该验证程序使用一个与被 保护的数位秘密具有关连的验证资料。 图式简单说明: 第一图系为一个功能区块图,用以说明秘密分割程 序的一个范例。 第二图系为一个功能区块图,用以说明秘密回复及 紧接着验证之程序的一个范例。 第三图系为一个流程图,用以说明秘密分割之程序 与秘密回复的范例,其目的是保护私密金钥。 第四图系为一个流程图,用以说明紧接着验证之程 序的范例,其目的是保护私密金钥。
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