四川大学李贝贝获国家专利权
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龙图腾网获悉四川大学申请的专利一种具备抗量子安全性的数据安全传输方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120263410B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510633978.X,技术领域涉及:H04L9/08;该发明授权一种具备抗量子安全性的数据安全传输方法及系统是由李贝贝;于帆;侯承启;王雪;李佳琦设计研发完成,并于2025-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种具备抗量子安全性的数据安全传输方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种具备抗量子安全性的数据安全传输方法及系统,涉及数据传输技术领域,包括获取信息,所述信息包括本用户的身份标识符、临时公钥、临时秘密值和有效期需求;基于ML‑DSA签名算法生成本用户的公钥和私钥;根据所述信息和本用户的公钥向CA认证中心发送认证请求并接收CA认证中心认证并签发的证书;与其他用户交换并验证彼此的所述证书;证书验证通过后响应所述数据传输指令,调用并执行临时共享密钥生成模块,输出临时共享密钥,之后根据所述临时共享密钥,基于SM4算法和ML‑DSA签名算法向其他用户发送数据或从其他用户处接收数据。本发明降低了在系统升级换代时的成本与风险。
本发明授权一种具备抗量子安全性的数据安全传输方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种具备抗量子安全性的数据安全传输方法,其特征在于,包括: 获取信息,所述信息包括本用户的身份标识符、临时公钥、临时秘密值和有效期需求; 基于ML-DSA签名算法生成本用户的公钥和私钥; 根据所述信息和本用户的公钥向CA认证中心发送认证请求并接收CA认证中心认证并签发的证书; 与其他用户交换并验证彼此的所述证书,所述证书为CA认证中心根据相应用户的认证请求、公钥和证书生成私钥认证并签发得到的X.509证书,所述认证请求包括相应用户的身份标识符、临时公钥和有效期需求,所述证书生成私钥为所述CA认证中心基于ML-DSA签名算法生成; 证书验证通过后响应数据传输指令,调用并执行临时共享密钥生成模块,输出临时共享密钥,之后根据所述临时共享密钥,基于SM4算法和ML-DSA签名算法向其他用户发送数据或从其他用户处接收数据,其中所述临时共享密钥生成模块用于获取矩阵信号并与其他用户交换彼此的矩阵信号,还用于根据交换所得的矩阵信号基于DKE算法计算并输出与其他用户共享的临时共享密钥,所述矩阵信号为根据共享值生成,所述共享值为根据交换所得证书中的临时公钥、相应用户的所述临时秘密值和共享值计算函数计算得到,所述共享值计算函数为根据所述数据传输指令的类型在相应用户预设的公式库中选取得到,所述数据传输指令的类型包括数据发送和数据接收; 设定素数、随机矩阵以及噪声参数三个公共参数; 根据三个所述公共参数基于DKE算法计算临时秘密值; 根据所述临时秘密值计算得到临时公钥,计算公式如下: ; 其中,p为临时公钥,M为随机矩阵,s为临时秘密值,e为噪声,q为素数,mod表示模运算; 基于ML-DSA签名算法生成本用户的公钥和私钥,包括: 利用SHAKE-256算法和种子产生kxl维的矩阵G,G中的每一个元素都是在商环上的多项式,其中,n=256,为模q的整数环,X+1为固定的多项式,为多项式环的结构; 利用SHAKE-256算法和种子分别产生l维向量s和k维向量s,其中s和s中的每一个元素都是中的随机数,表示私钥系数范围; 计算向量 根据所述向量t,基于Power2Round算法计算生成本用户的公钥upk和私钥usk; 根据数据传输指令的类型在相应用户预设的公式库中选取所述共享值计算函数: 当所述数据传输指令的类型为数据发送时,所述共享值计算函数为: ; 当所述数据传输指令的类型为数据接收时,所述共享值计算函数为: ; 其中,KB、KA均表示共享值,pj、pjT、siT依次为交换所得的证书中的临时公钥、交换所得的证书中的临时公钥的转置、本用户的所述临时秘密值的转置; 所述临时共享密钥SK的计算公式为: ; K表示共享值,σ表示矩阵信号,矩阵信号中的每个元素用来指示共享值中对应位置的元素是否在,其中K为KB或KA; 根据所述临时共享密钥,基于SM4算法和ML-DSA签名算法向所述其他用户发送数据或从所述其他用户处接收数据,包括: 响应数据发送指令,根据所述临时共享密钥,基于SM4算法对待发送的数据进行加密处理,得到加密数据,之后根据本用户的私钥基于ML-DSA签名算法对所述加密数据的摘要进行签名,得到加密签名数据,并在将加密签名数据发送给其他用户之后接收其他用户的验证反馈;或者: 响应数据接收指令,根据所述临时共享密钥,基于SM4算法对接收到的数据进行解密处理,得到解密数据,之后基于ML-DSA签名算法对解密数据进行验证; 所述SM4算法为多级加密结构,其算法步骤如下: 输入种子密钥:将256位的临时共享密钥K作为输入密钥种子; 密钥派生:使用密钥派生函数KDF,将所述密钥种子扩展成2个独立的128位第一子密钥和第二子密钥,同时为每个子密钥分配唯一的盐; 三层加密流程:第一层加密使用第一子密钥进行加密信息得到第一密文,第二层解密使用第二子密钥对第一层得到的第一密文解密得到第二密文,第三层加密再次使用第一子密钥对第二层得到的所述第二密文加密得到最终密文; 解密流程:解密流程逆向执行加密流程。
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