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基于椭圆曲线的混合加密系统的研究实现

孟凡生  
【摘要】:网络安全密切关系到信息社会各方面的利益,其技术也成为信息技术中不可或缺的组成部分。其中数据加密技术被誉为信息安全的核心技术。椭圆曲线公钥密码学ECC(Elliptic Curve Cryptography)是当今加密学中的研究热点之一,同已经广泛应用的RSA密码体制相比,有密钥短、带宽低、速度快等优势,目前国内外很多密码学研究小组及一些公司开发了椭圆曲线密码体制相关产品,许多标准化组织已经或正在制定关于椭圆曲线的标准。 但是ECC的研究历史并不长,应用方面同RSA等相比并不算成熟。目前加解密体制中无有效的编码算法,其他算法也存在问题,导致加解密处理速度并不适合网络传输;并且ECC由于本身的公钥体制特点,算法复杂,效率方面不如对称算法。论文主要通过研究改进椭圆曲线公钥密码学,设计实现了一个基于椭圆曲线的混合加密系统。 椭圆曲线数学运算较多,包括有限域运算和椭圆曲线点群运算,论文分析了椭圆曲线快速算法,并在混合加密系统中加入了一种优化算法。其次椭圆曲线域参数和公私钥要进行有效性验证以确保不产生漏洞,论文应用CA认证技术、口令加密技术PBE和椭圆曲线密钥交换协议ECMQV(Elliptic Curve Menezes-Qu-Vanstone)来确保相关的安全。为了实现混合加密系统,论文应用对称算法IDEA(International Data Encryption Algorithm)来保证信息的保密性,对于IDEA生成的会话密钥使用改进的椭圆曲线Menezes-Vanstone算法加密来进行安全、快速有效分发传送,进一步加入椭圆曲线数字签名ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)和消息摘要SHA-1算法来保证信息的完整性、可验证性和抗抵赖性。测试结果表明论文的椭圆曲线混合加密系统同改进前比提高了椭圆曲线加解密速度,更有效地实现网络中信息的安全。


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