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1、科技信息○IT論壇○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2009年第21期橢圓曲線密碼算法在智能密碼鑰匙中的實(shí)現(xiàn)歐陽璠(中南林業(yè)科技大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院湖南長沙410004)【摘要】橢圓曲線密碼算法主要應(yīng)用于智能密碼鑰匙的芯片操作系統(tǒng)中，它從技術(shù)上保證了信息的絕對安全性，并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)加解密、數(shù)字簽名和身份認(rèn)證等功能。這些功能的實(shí)現(xiàn)大大提高了智能密碼鑰匙的安全機(jī)制。本文將研究安全橢圓曲線的生成以及橢圓曲線密碼算法在智能密碼鑰匙的數(shù)據(jù)加解密、數(shù)字簽名和身份認(rèn)證三個(gè)方面的實(shí)現(xiàn)。【關(guān)鍵詞】智能密碼鑰匙；橢圓曲線
2、密碼算法；芯片操作系統(tǒng)；安全機(jī)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()定義取反運(yùn)算，這四個(gè)方法的返回值都是Fq類型的；密碼學(xué)是研究數(shù)據(jù)加解密的原理、方法及技術(shù)的科學(xué)。密碼技術(shù)F2m_mod()定義模運(yùn)算，F(xiàn)2m_add()定義加運(yùn)算，F(xiàn)2m_mul()定義乘運(yùn)算，按照不同的密碼體制可分為對稱密碼和非對稱密碼，非對稱密碼又稱F2m_inv()定義求逆運(yùn)算，這四個(gè)方法的返回值都是BigInteger型的,為公鑰密碼。公鑰密鑰密碼體系有基于整數(shù)因式分解、基于離散對數(shù)setModulus()方法設(shè)定不可約多項(xiàng)式即屬性modulus。和基于橢圓曲線這三大類別[1]。作為新一代的公
5、鑰密碼體制，相對其他2.2ECPoint類ECPoint類定義的是橢圓曲線上的點(diǎn)。兩個(gè)屬性加密技術(shù)而言，橢圓曲線密碼算法在技術(shù)上具有安全性高、生成公私x，y分別表示橢圓曲線上點(diǎn)的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)。主要方法：iszero()方法鑰方便、處理速度快和存儲空間小等方面的優(yōu)勢，這些優(yōu)點(diǎn)使它成為是判斷該點(diǎn)是否是無窮遠(yuǎn)點(diǎn)，negate()方法是取某個(gè)點(diǎn)P的加法逆元即保證智能密碼鑰匙安全機(jī)制的主要算法。求-P。1．模塊設(shè)計(jì)2.3EC類EC類定義的是橢圓曲線以及橢圓曲線點(diǎn)的運(yùn)算。這兩個(gè)類中的屬性a和b對應(yīng)橢圓曲線的方程式y(tǒng)2+xy=x3+ax2+b
6、智能密碼鑰匙的軟件體系分為三個(gè)部分，分別是數(shù)據(jù)處理功能部的兩個(gè)分、橢圓曲線密碼算法應(yīng)用部分和芯片操作系統(tǒng)[2]。橢圓曲線密碼算法系數(shù)a和b。類中主要的方法：add()方法定義的是點(diǎn)加運(yùn)算，mul()方法應(yīng)用部分包括密鑰生成驗(yàn)證模塊、明文編碼解碼模塊、數(shù)字簽名認(rèn)證定義的是點(diǎn)的倍加運(yùn)算。模塊和數(shù)據(jù)加解密模塊四個(gè)部分，橢圓曲線密碼算法主要就是應(yīng)用于2.4ECDomainParameters類ECDomainParameters類定義的是橢圓曲線密碼域參數(shù)。首先介紹該類的屬性，m定義的是F2m中的m即這些模塊中。橢圓曲線密碼算法應(yīng)用于US
7、BKey的模塊功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。二次域上的擴(kuò)展指數(shù)；basis是用來判斷不可約多項(xiàng)式是三項(xiàng)式還是五相式，如果basis為2則不可約多項(xiàng)式是三項(xiàng)式，表示為xm+xt_k+12．類分析；如果basis為3則不可約多項(xiàng)式是五項(xiàng)式，表示為xmt_k3t_k2t_k1我所選用的曲線是基于Fm上的橢圓曲線[3]，曲線方程為y2+xy=+x+x+x+1；E2x3+ax2+b(a，b∈F2m，b≠0)。在進(jìn)行加解密和數(shù)字簽名等操作前，先必須定義橢圓曲線的方程式；G定義橢圓曲線的基點(diǎn)；n是G的階；h是協(xié)對有限域以及有限域上的運(yùn)算、橢圓曲線的點(diǎn)及點(diǎn)
8、的運(yùn)算、橢圓曲線因子。的表示方法、公鑰和私鑰給出定義[4]。所有的相關(guān)算法都是在此基礎(chǔ)上2.5ECPubKey和ECPricKey類ECPubKey類定義的是密碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。所有相關(guān)的類分為兩大類，第一類是初始化類，即F2m類、的公鑰。它有兩個(gè)屬性
