專利名稱：會(huì)話密鑰的同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全通信系統(tǒng)和方法，其中在一次包括從一個(gè)源設(shè)備到至少一個(gè)宿設(shè)備傳送多個(gè)分組的通信會(huì)話中在該源和宿設(shè)備之間傳送信息，其中這些分組中的數(shù)據(jù)在動(dòng)態(tài)變化的會(huì)話密鑰的控制下被加密。本發(fā)明還涉及用于這種系統(tǒng)的宿設(shè)備和宿設(shè)備能夠執(zhí)行的軟件。
用以在經(jīng)通信信道傳輸期間保護(hù)數(shù)據(jù)的協(xié)議一般包括多個(gè)不同階段。例如，該協(xié)議可能包括下面五個(gè)階段。在第一階段即認(rèn)證階段，源和宿設(shè)備互相認(rèn)證。在第二階段即密鑰交換階段，隨機(jī)數(shù)和密鑰資料被建立、加密和交換。在第三階段即密鑰生成階段期間，使用所交換的密鑰資料建立一個(gè)會(huì)話密鑰。在第四階段即信息傳輸階段，內(nèi)容使用會(huì)話密鑰進(jìn)行加密、從源傳送到宿設(shè)備、并使用相同的會(huì)話密鑰由宿設(shè)備進(jìn)行解密。最后，在第五階段即密鑰更新階段，會(huì)話密鑰被更新。在階段四期間周期性地執(zhí)行密鑰更新階段。密鑰更新階段的主要目的是確保單個(gè)會(huì)話密鑰的攻破僅造成內(nèi)容的有限暴露。
在許多系統(tǒng)中，會(huì)話密鑰序列使用源和宿設(shè)備雙方都知道的算法來產(chǎn)生。此算法用密鑰交換階段中雙方設(shè)備已經(jīng)交換的密鑰資料進(jìn)行初始化。通常，源設(shè)備控制會(huì)話密鑰何時(shí)被更新。這產(chǎn)生了源和宿設(shè)備中密鑰更新同步的問題。
大部分?jǐn)?shù)字通信系統(tǒng)如IEEE 1394和USB以分組序列傳送數(shù)據(jù)。在一些系統(tǒng)中在未加密的分組頭中分配某個(gè)特定域來同步會(huì)話密鑰更新。然后源設(shè)備可以在該域設(shè)置一個(gè)更新標(biāo)志來通知會(huì)話密鑰的變化。然而，如果內(nèi)容保護(hù)機(jī)制必須隨現(xiàn)有通信系統(tǒng)而更新，則通常不可能向分組頭添加域。在那種情況下，可以在分組的數(shù)據(jù)域(也稱為凈荷域)(的未加密部分)中分配一個(gè)特定域。在這兩種情況下，由于更新標(biāo)志不受阻礙，會(huì)提供給攻擊者一些信息。
已知的是通過用當(dāng)前會(huì)話密鑰以及密鑰序列中的下一密鑰對(duì)分組的數(shù)據(jù)域進(jìn)行解密并選擇使解密數(shù)據(jù)有意義的密鑰來補(bǔ)救此不足。使用此方法，從一個(gè)會(huì)話密鑰轉(zhuǎn)變到下一個(gè)密鑰被自動(dòng)檢測(cè)。然而，確定解密數(shù)據(jù)是否有意義需要知道有關(guān)正被傳送信息的情況。因?yàn)榍闆r不總是這樣，所以限制了本方法的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提供一種克服上述缺陷的安全通信系統(tǒng)、宿設(shè)備和完全通信方法。
為滿足本發(fā)明的目的，一種安全通信系統(tǒng)包括一個(gè)源設(shè)備和至少一個(gè)宿設(shè)備；在一個(gè)包括從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送多個(gè)分組的通信會(huì)話中，信息從源設(shè)備傳送到宿設(shè)備；每個(gè)分組包括一個(gè)用于傳送部分信息的數(shù)據(jù)域；源設(shè)備包括一個(gè)密鑰產(chǎn)生器，用于由源設(shè)備主動(dòng)產(chǎn)生在預(yù)定的源會(huì)話密鑰Ksourcei序列中的活動(dòng)源會(huì)話密鑰；一個(gè)加密器，用于在活動(dòng)源會(huì)話密鑰的控制下對(duì)一個(gè)分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行加密；數(shù)據(jù)域的加密部分包括一個(gè)指定為密鑰校驗(yàn)塊域的子域；宿設(shè)備包括一個(gè)密鑰產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生在預(yù)定的宿會(huì)話密鑰Ksinki序列中的多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰，其中對(duì)序列中的每個(gè)下標(biāo)i各個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)各自的源會(huì)話密鑰Ksourcei；一個(gè)解密器，用于在一個(gè)宿會(huì)話密鑰控制下對(duì)一個(gè)所接收分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行解密；一個(gè)密鑰分析器，其作用在于通過使解密器在多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰中每次一個(gè)不同密鑰的控制下對(duì)所接收分組的密鑰校驗(yàn)塊域中數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，直至發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的解密結(jié)果，來確定哪個(gè)候選宿會(huì)話密鑰對(duì)應(yīng)用于加密所接收分組加密部分的源會(huì)話密鑰；并使解密器在產(chǎn)生有效解密結(jié)果的候選宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)分組數(shù)據(jù)域的剩余加密部分進(jìn)行解密。
通過包括獨(dú)立于分組中的其他數(shù)據(jù)的單獨(dú)密鑰校驗(yàn)塊，宿設(shè)備可以容易證實(shí)應(yīng)該用哪個(gè)候選宿會(huì)話密鑰來解密數(shù)據(jù)。以這種方式宿設(shè)備不需要正被傳送的加密數(shù)據(jù)的預(yù)先知識(shí)。而且，密鑰校驗(yàn)塊可以相對(duì)較短(如對(duì)CBC密碼一個(gè)塊的大小)，以便使僅一小部分加密信息需要在一個(gè)以上密鑰的控制下進(jìn)行解密。而大部分加密數(shù)據(jù)僅需要在所確定的宿會(huì)話密鑰的控制下進(jìn)行解密。通常，僅使用兩個(gè)候選會(huì)話密鑰。同樣可以試驗(yàn)更多的候選密鑰例如來克服傳送期間分組的丟失。會(huì)話密鑰對(duì)于每個(gè)連續(xù)分組最好不變以減少產(chǎn)生密鑰的工作。在此情況下，候選宿會(huì)話密鑰集合將包括當(dāng)前選定的宿會(huì)話密鑰Ksinki和序列中接下來的至少一個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki+1；其中當(dāng)前選定的宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)用于加密前一接收分組的加密部分的源會(huì)話密鑰Ksourcei。應(yīng)認(rèn)識(shí)到無論何時(shí)宿設(shè)備檢測(cè)到會(huì)話密鑰的變化，宿設(shè)備通常將產(chǎn)生下一候選宿會(huì)話密鑰以包括在對(duì)下一分組試驗(yàn)的候選密鑰集中。
如從屬權(quán)利要求2的手段中所定義，密鑰校驗(yàn)塊的內(nèi)容可以是公用的。這使候選密鑰的驗(yàn)證非常簡(jiǎn)單。對(duì)每個(gè)候選密鑰的解密結(jié)果可以簡(jiǎn)單地與公用密鑰校驗(yàn)塊比較；匹配可指明對(duì)應(yīng)用于加密分組中的加密數(shù)據(jù)的源會(huì)話密鑰的宿會(huì)話密鑰。
如從屬權(quán)利要求3的手段中所定義，該數(shù)據(jù)塊在整個(gè)通信會(huì)話中是已商定的。該協(xié)議可以作為密鑰產(chǎn)生階段的一部分實(shí)現(xiàn)，其中所交換的密鑰資料用于產(chǎn)生密鑰校驗(yàn)塊。通過具有在整個(gè)會(huì)話期間固定的密鑰校驗(yàn)塊，密鑰更新過程依然簡(jiǎn)單。如果一個(gè)CBC模式的塊密碼用于加密分組數(shù)據(jù)，則最好是密鑰校驗(yàn)塊與加密算法的塊大小具有相同(或者多倍)長度。不幸的是這造成了系統(tǒng)的一個(gè)弱點(diǎn)，因?yàn)榧用艿拿荑€校驗(yàn)塊(通常是分組數(shù)據(jù)域預(yù)定位置的一個(gè)塊)連同(公共)已知的密鑰校驗(yàn)塊為徹底密鑰查找提供了信息。通過不使用公用密鑰校驗(yàn)塊，安全性可得到增強(qiáng)。
如從屬權(quán)利要求4的手段中所定義，密鑰校驗(yàn)塊在會(huì)話期間改變。這增強(qiáng)了安全性并降低了在一個(gè)通信會(huì)話內(nèi)出現(xiàn)連續(xù)徹底查找的機(jī)率。
如從屬權(quán)利要求5的手段中所定義，一個(gè)預(yù)定的算法用于產(chǎn)生密鑰校驗(yàn)塊和實(shí)現(xiàn)塊變化。密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生器可以非常簡(jiǎn)單，類似產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)數(shù)字序列。同樣，也可以使用類似于產(chǎn)生會(huì)話密鑰的那些算法的更復(fù)雜算法。例如，可能使用一個(gè)隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生器，由在密鑰交換階段交換的密鑰資料初始化。密鑰校驗(yàn)塊改變的時(shí)刻可以預(yù)定(如每第100個(gè)分組或者每個(gè)分組)。有利的是，改變時(shí)刻取決于會(huì)話密鑰改變的時(shí)刻。例如，如果會(huì)話密鑰的變化被檢測(cè)到，則這也通知密鑰校驗(yàn)塊的變化。
如從屬權(quán)利要求6的手段中所定義，密鑰校驗(yàn)塊取決于一個(gè)先前分組的數(shù)據(jù)，例如前面緊挨的分組的數(shù)據(jù)。使用合適的算法密鑰校驗(yàn)塊可以從一個(gè)先前分組的數(shù)據(jù)中導(dǎo)出。由于數(shù)據(jù)本身通常有很大不同，所以可以使用一種相對(duì)簡(jiǎn)單的算法來產(chǎn)生密鑰校驗(yàn)塊。如果需要，也可以使用強(qiáng)的算法，例如散列算法。
如從屬權(quán)利要求8的手段中所定義，密鑰校驗(yàn)塊是一個(gè)先前分組中部分?jǐn)?shù)據(jù)的直接“復(fù)制”。在此情況下，這樣的數(shù)據(jù)部分最好以加密形式傳送，其中用于驗(yàn)證下一分組密鑰的密鑰校驗(yàn)塊由該先前分組中那個(gè)數(shù)據(jù)部分的明文形式來形成。由于在連續(xù)分組中數(shù)據(jù)通常改變，所以密鑰校驗(yàn)塊也改變。通過使用此改變的數(shù)據(jù)，不需要算法來產(chǎn)生密鑰校驗(yàn)塊序列，也不需要添加任何額外的信息來通知密鑰校驗(yàn)塊的改變。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，考慮到快速識(shí)別，密鑰校驗(yàn)塊域位于數(shù)據(jù)域的加密部分的開始。最好包含下一密鑰校驗(yàn)塊的(加密)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊位于數(shù)據(jù)域的加密部分的第二或者最后塊。
為滿足本發(fā)明的目的，提供了一種在一個(gè)源設(shè)備和至少一個(gè)宿設(shè)備之間安全通信的方法；在一個(gè)包括從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送多個(gè)分組的通信會(huì)話中，信息從源設(shè)備傳送到宿設(shè)備；每個(gè)分組包括一個(gè)用于傳送部分信息的數(shù)據(jù)域；該方法包括源設(shè)備主動(dòng)產(chǎn)生在預(yù)定的源會(huì)話密鑰Ksourcei序列中的活動(dòng)源會(huì)話密鑰；在活動(dòng)源會(huì)話密鑰的控制下對(duì)一個(gè)分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行加密；數(shù)據(jù)域的加密部分包括一個(gè)指定為密鑰校驗(yàn)塊域的子域；從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送分組；產(chǎn)生在預(yù)定的宿會(huì)話密鑰Ksinki序列中的多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰，其中對(duì)于序列中的每個(gè)下標(biāo)i各個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)各自的源會(huì)話密鑰Ksourcei；通過在多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰中的每次一個(gè)不同密鑰的控制下對(duì)所接收分組的密鑰校驗(yàn)塊域中數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，直至發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的解密結(jié)果，來確定哪個(gè)候選宿會(huì)話密鑰對(duì)應(yīng)用于加密所接收分組加密部分的源會(huì)話密鑰；以及在產(chǎn)生有效解密結(jié)果的候選宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)分組數(shù)據(jù)域的剩余加密部分進(jìn)行解密。
本發(fā)明的這些和其他方面參考附圖中所示實(shí)施方案將會(huì)很明顯和被闡明。


圖1表示一種根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100的框圖；圖2表示了一種示例分組結(jié)構(gòu)；圖3闡明了一種參考密鑰校驗(yàn)塊動(dòng)態(tài)改變的實(shí)施方案的框圖；圖4闡明了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)改變參考密鑰校驗(yàn)塊的一種優(yōu)選實(shí)施方案；圖5表示了一種優(yōu)選分組結(jié)構(gòu)；圖6闡明了密碼文本竊取方法；以及圖7表示了在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中的協(xié)議步驟。
圖1表示一種根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)包括至少一個(gè)源設(shè)備，表示為設(shè)備110和120，和至少一個(gè)宿設(shè)備表示為130和140。這些設(shè)備可以經(jīng)通信介質(zhì)150進(jìn)行通信。這可以是任何合適的通信介質(zhì)，有線或者無線均可。通信可以用于本地目的，如遍及整幢房子或者在較小組中，如一組音頻/視頻設(shè)備，或者一組帶外設(shè)的計(jì)算機(jī)。通信也可以在廣域范圍內(nèi)，如經(jīng)電話線或電纜網(wǎng)絡(luò)或某些形式的衛(wèi)星通信的接入使用因特網(wǎng)。通常，通信是雙向的。圖1表示了源設(shè)備110和宿設(shè)備130的細(xì)節(jié)。描述中假設(shè)信息(即實(shí)際數(shù)據(jù)，諸如視頻節(jié)目或音頻標(biāo)題)從一個(gè)源設(shè)備向一個(gè)宿設(shè)備發(fā)送。實(shí)際上一個(gè)以上的宿設(shè)備可以接收該信息(如使用各自的通信信道或廣播/組播技術(shù))。該設(shè)備包括經(jīng)媒介150傳送和接收分組的普通設(shè)備。取決于介質(zhì)，這樣的設(shè)備可以由電話或電纜調(diào)制解調(diào)器或總線接口來組成。
圖2表示了用于從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送一部分信息的一種示例分組結(jié)構(gòu)200。通常信息在包括分組序列的一個(gè)會(huì)話中被傳送，其中分組攜帶要傳送的一部分信息。源和宿設(shè)備對(duì)一個(gè)會(huì)話執(zhí)行多個(gè)操作僅一次，如建立通信信道和交換基本密鑰資料。通常，分組200包括可以使能宿設(shè)備中接收機(jī)低級(jí)同步的頭域210，并且頭域中通常包括識(shí)別宿設(shè)備(和可選擇地源設(shè)備)和/或一個(gè)通信信道的信息。頭標(biāo)210也可能包括諸如分組類型的信息。頭標(biāo)本身并不構(gòu)成本發(fā)明的部分。分組200也可能包括尾域220，它可以表示分組結(jié)束而且可能包括諸如校驗(yàn)和(如以CRC的形式)的信息。同樣尾域220也不是本發(fā)明的一部分。分組包括數(shù)據(jù)域230(也稱為凈荷域)，用于容納要從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)。通常在一個(gè)會(huì)話的開始，在數(shù)據(jù)域攜帶指令和具體數(shù)據(jù)來開始會(huì)話(通常使用異步分組)。一旦會(huì)話已經(jīng)實(shí)際開始，數(shù)據(jù)域通常主要用于攜帶要傳送的信息部分(使用異步或同步分組，取決于應(yīng)用和通信系統(tǒng))。對(duì)于本發(fā)明來說，要以安全方式傳送的信息是使用通信的異步類型分組還是同步形式(或甚至二者的混合)進(jìn)行交換是不重要的。如圖2所示，數(shù)據(jù)域包括一個(gè)密鑰校驗(yàn)塊(KCB)子域232。該KCB域由源設(shè)備(或者在源設(shè)備控制下)使用源設(shè)備選定的會(huì)話密鑰進(jìn)行加密。通常，在信息交換期間數(shù)據(jù)域230的剩余部分也使用相同的會(huì)話密鑰進(jìn)行加密。在某些情況下，加密所有的數(shù)據(jù)是不必要的。在這種情況下，除了KCB子域232，數(shù)據(jù)域還具有一個(gè)加密數(shù)據(jù)(ED)子域234和一個(gè)平數(shù)據(jù)(PD)子域236。所以，KCB和ED子域都被加密，如238所示。在剩余部分中假設(shè)數(shù)據(jù)域230中所有數(shù)據(jù)都被加密。
參考圖1，源設(shè)備110包括一個(gè)密鑰產(chǎn)生器112用于在預(yù)定的源會(huì)話密鑰Ksourcei序列中產(chǎn)生的一個(gè)源會(huì)話密鑰。密鑰產(chǎn)生器僅需要一次產(chǎn)生一個(gè)會(huì)話密鑰。為描述方便假設(shè)一個(gè)分組中的數(shù)據(jù)在僅一個(gè)密鑰的控制下進(jìn)行加密。如果需要，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易的修改系統(tǒng)以使用不同算法和/或不同密鑰對(duì)一個(gè)分組中數(shù)據(jù)的不同部分進(jìn)行加密?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)拿荑€產(chǎn)生算法。例如，可以使用隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生器，由源和宿設(shè)備之間所交換的初始密鑰信息來輸入。一個(gè)密鑰改變器114觸發(fā)密鑰產(chǎn)生器112來產(chǎn)生一個(gè)源會(huì)話密鑰，用作下面要加密的至少一個(gè)分組的活動(dòng)源會(huì)話密鑰。控制密鑰改變的算法可以非常簡(jiǎn)單，例如每個(gè)連續(xù)分組可以使用下一會(huì)話密鑰進(jìn)行加密，或者在規(guī)則時(shí)間如每秒(例如由定時(shí)器控制)可以使用下一會(huì)話密鑰。一個(gè)加密器116用于在活動(dòng)源會(huì)話密鑰的控制下對(duì)一個(gè)分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行加密。如圖2所示，數(shù)據(jù)域的加密部分包括一個(gè)指定容納密鑰校驗(yàn)塊的子域?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)募用芩惴ǎ笤贑BC模式中運(yùn)行的DES。
宿設(shè)備130包括一個(gè)密鑰產(chǎn)生器132用以在預(yù)定的宿會(huì)話密鑰Ksinki序列中產(chǎn)生一個(gè)宿會(huì)話密鑰。源和宿密鑰序列相對(duì)應(yīng)。所以，對(duì)序列中的每個(gè)下標(biāo)i各個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)各自的源會(huì)話密鑰Ksourcei。密鑰之間對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)由所使用的加密/解密算法來確定。例如，對(duì)對(duì)稱加密算法象DES，解密密鑰和加密密鑰相同。對(duì)非對(duì)稱算法象RSA，在加密和解密密鑰之間存在一種預(yù)定的關(guān)系，它確保解密過程具有與加密過程相比相反的作用。宿設(shè)備130還包括一個(gè)解密器134以在宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)所接收分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行解密。假設(shè)使用了對(duì)應(yīng)的密鑰，解密器134進(jìn)行與加密器116相比“相反”。的操作。宿設(shè)備還包括一個(gè)密鑰分析器136，它通過檢驗(yàn)這些密鑰中哪個(gè)成功地解密密鑰校驗(yàn)塊來測(cè)試多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰。為此，密鑰分析器136的作用在于使解密器134在多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)所接收分組的密鑰校驗(yàn)塊域中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。最好在每次解密后，密鑰分析器136驗(yàn)證所測(cè)試的候選宿會(huì)話密鑰是否對(duì)經(jīng)密鑰校驗(yàn)塊域傳送的密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生正確解密結(jié)果。重復(fù)此步直至已發(fā)現(xiàn)密鑰。然后選擇產(chǎn)生正確解密結(jié)果的候選密鑰以進(jìn)一步使用。解密器134用于在選定的宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)分組的剩余加密數(shù)據(jù)域部分進(jìn)行解密。密鑰分析器136也可確保候選宿密鑰列表保持最新。所以，如果已檢測(cè)到密鑰變化，最好向候選宿會(huì)話密鑰集中增加至少一個(gè)新候選密鑰。為此，如果一個(gè)不同于當(dāng)前選定的宿會(huì)話密鑰Ksinki的候選宿會(huì)話密鑰產(chǎn)生了一個(gè)正確的密鑰校驗(yàn)塊解密結(jié)果，則密鑰分析器136確保密鑰產(chǎn)生器132產(chǎn)生下一宿會(huì)話密鑰作為一個(gè)候選的宿會(huì)話密鑰。如果系統(tǒng)支持會(huì)話密鑰的“跳越”(例如為克服傳送期間一個(gè)或多個(gè)分組的丟失)，則密鑰分析器136最好檢測(cè)到正確的宿會(huì)話密鑰不是序列中的下一個(gè)而是序列中一個(gè)或者多個(gè)位置的會(huì)話密鑰，并確保所有跳越的密鑰從候選宿會(huì)話密鑰集中去除且該集用所需要的新數(shù)目候選密鑰更新。密鑰產(chǎn)生器如何驗(yàn)證密鑰校驗(yàn)塊中數(shù)據(jù)的解密是有效的，要取決于密鑰校驗(yàn)塊定義的方式。下面定義了各種可選方式。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在密鑰校驗(yàn)塊域中傳送的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊(即參考密鑰校驗(yàn)塊)是公共數(shù)據(jù)塊。這使驗(yàn)證哪個(gè)候選宿密鑰對(duì)應(yīng)用于加密所接收分組的宿密鑰非常簡(jiǎn)單。例如，第一候選宿密鑰可用于解密密鑰校驗(yàn)塊域中的數(shù)據(jù)。如果解密的數(shù)據(jù)與參考密鑰校驗(yàn)塊匹配，則此候選密鑰就是所要的密鑰。如果不匹配，則使用下一候選密鑰直至發(fā)現(xiàn)匹配。參考密鑰校驗(yàn)塊(公共數(shù)據(jù)塊)可以存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器上，如ROM。
在一個(gè)實(shí)施方案中，密鑰校驗(yàn)塊域中傳送的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊是在開始信息傳送之前源和宿設(shè)備之間已商定的數(shù)據(jù)塊，并用于整個(gè)通信會(huì)話。用作明文形式的密鑰校驗(yàn)塊(即參考密鑰校驗(yàn)塊)的數(shù)據(jù)塊最好使用安全的方法協(xié)商。任何適合的方法都可以使用，如基于公共密鑰的加密。最好，參考密鑰校驗(yàn)塊從在會(huì)話開始時(shí)交換的密鑰資料中導(dǎo)出，使之不必添加任何額外的數(shù)據(jù)秘密交換。驗(yàn)證候選密鑰的方法與上面描述的相同。然而，在此情況下參考密鑰校驗(yàn)塊最好存儲(chǔ)在可重寫存儲(chǔ)器中。最好，這樣一個(gè)存儲(chǔ)器是安全的，可防止黑客的訪問。
在一個(gè)實(shí)施方案中，密鑰校驗(yàn)塊域中的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊(參考密鑰校驗(yàn)塊)在通信會(huì)話期間至少改變一次。圖3闡明了一種實(shí)現(xiàn)參考密鑰校驗(yàn)塊動(dòng)態(tài)改變的方法。在此實(shí)施方案中，源設(shè)備110包括一個(gè)密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生器118以產(chǎn)生明文形式的密鑰校驗(yàn)塊。最好，密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生器118也影響參考密鑰校驗(yàn)塊的變化(例如在預(yù)定數(shù)量的分組被發(fā)送后或者在預(yù)定時(shí)間過去后)。宿設(shè)備130包括一個(gè)對(duì)應(yīng)的密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生器138。源設(shè)備可以觸發(fā)密鑰校驗(yàn)塊的變化，例如通過在分組中設(shè)置標(biāo)志(最好以加密形式傳送)或者與會(huì)話密鑰的變化相鏈接?？蛇x地，宿設(shè)備可以使用與源設(shè)備相同的算法來觸發(fā)參考密鑰校驗(yàn)塊的變化。
圖4闡明了一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)參考密鑰校驗(yàn)塊動(dòng)態(tài)改變的優(yōu)選實(shí)施方案。在此實(shí)施方案中，參考密鑰校驗(yàn)塊的改變是通過從在實(shí)際使用密鑰校驗(yàn)塊的特定分組之前的一個(gè)分組中傳送的信息獲得參考密鑰校驗(yàn)塊來實(shí)現(xiàn)的。為此，一個(gè)先前分組的數(shù)據(jù)被輸送到圖中所示的密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生器118和138。密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生器可以使用合適的算法來從先前分組的數(shù)據(jù)中獲得參考密鑰校驗(yàn)塊。由于數(shù)據(jù)本身通常變化很大，所以可以使用一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的算法來產(chǎn)生密鑰校驗(yàn)塊。如果需要，也可以用強(qiáng)算法，如散列算法。最好是從前面緊挨的分組導(dǎo)出參考密鑰校驗(yàn)塊。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，特定分組的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊等于該特定分組之前的一個(gè)分組的加密數(shù)據(jù)域部分中明文形式的預(yù)定數(shù)據(jù)塊而非密鑰校驗(yàn)塊。這在圖5中闡明。分組500代表分組序列的第N個(gè)分組。分組510代表分組序列的第N+1個(gè)分組。只有分組的加密部分被表示出來。分組500的域232中的密鑰校驗(yàn)塊KCBN用于驗(yàn)證哪個(gè)密鑰用于加密分組500。分組500也包括參考密鑰校驗(yàn)塊KCBN+1502，其將用于驗(yàn)證哪個(gè)密鑰用于加密下一分組510。在示圖中，參考密鑰校驗(yàn)塊KCBN+1502組成加密數(shù)據(jù)域234的最后塊并包含從源向宿設(shè)備傳送的正常數(shù)據(jù)(所以KCBN+1502并非特別產(chǎn)生)。應(yīng)當(dāng)理解的是示例中KCBN+1502用與分組500的域234中其他數(shù)據(jù)相同的源會(huì)話密鑰進(jìn)行加密。明文形式的KCBN+1502用作參考密鑰校驗(yàn)塊來驗(yàn)證分組510。為此，分組510包括密鑰校驗(yàn)塊子域232中的參考密鑰校驗(yàn)塊KCBN+1，但是現(xiàn)在以用于該分組的源會(huì)話密鑰(可能與用于前一分組的相同)進(jìn)行了加密。注意這并不會(huì)泄漏信息，因?yàn)閮蓚€(gè)塊都進(jìn)行了加密。使用適當(dāng)?shù)募用芩惴ㄈ缇哂蟹答伳Ｊ饺鏑BC加密模式的算法，分組500中KCBN+1502的加密格式與分組510的域232中KCBN+1的加密格式并不相同，即使使用了相同的會(huì)話密鑰，這確保不可能通過比較這些塊而檢測(cè)到會(huì)話密鑰的變化。因此，沒有泄漏關(guān)于可能的會(huì)話密鑰更新的信息。而且，由于每個(gè)分組以不同密鑰校驗(yàn)塊開始而且在分組內(nèi)使用適當(dāng)加密算法象CBC加密模式，在分組的開始由普遍知道的數(shù)據(jù)塊(如在某些要傳送信息中頻繁出現(xiàn)的MPEG頭)的存在引起的可能的信息泄漏也減少了。使用圖5的機(jī)制，最好第一密鑰校驗(yàn)塊(用于序列中第一分組)從在密鑰交換階段源和宿之間交換的信息中確定。
為校驗(yàn)當(dāng)前分組使用哪個(gè)會(huì)話密鑰，只有第一塊需要使用當(dāng)前會(huì)話密鑰和下一會(huì)話密鑰進(jìn)行解密。如果密鑰校驗(yàn)塊的大小等于密碼的塊大小，則該結(jié)果明確地確定正確的會(huì)話密鑰，因?yàn)橹榔谕裁礃拥拿荑€校驗(yàn)塊。如果密鑰校驗(yàn)塊小于密碼塊大小，則有幾種結(jié)果不確定的可能。
應(yīng)當(dāng)理解的是上述概念可方便地?cái)U(kuò)展，可以通過使用密鑰校驗(yàn)塊，或前或后密鑰校驗(yàn)塊或者雙方結(jié)合，來獲得CBC模式中使用塊密碼所需的會(huì)話密鑰或初始向量。
應(yīng)該注意的是可以克服分組丟失(并因而可克服用于校驗(yàn)下一塊會(huì)話密鑰的密鑰校驗(yàn)塊的丟失)。參考圖5所示情形并假設(shè)分組N+1丟失，宿設(shè)備可能試圖用兩個(gè)可能的候選宿會(huì)話密鑰對(duì)分組N+2的域232中的KCBN+2進(jìn)行解密，并將該結(jié)果與分組N的明文形式的KCBN+1502進(jìn)行比較。即使其中一個(gè)候選密鑰是正確的，由于KCBN+1502不應(yīng)使用(而是丟失的KCBN+1512應(yīng)被使用)故沒有發(fā)現(xiàn)匹配。接下來包含用于分組N+3的密鑰校驗(yàn)塊的分組N+2的最后數(shù)據(jù)塊應(yīng)該用兩個(gè)候選密鑰進(jìn)行解密。解密之一將產(chǎn)生有效參考密鑰校驗(yàn)塊KCBN+3。然后分組N+3的密鑰校驗(yàn)塊域232用所有候選密鑰進(jìn)行解密(如果該密鑰能夠在每個(gè)分組間改變，則候選密鑰集現(xiàn)在可能包括三個(gè)密鑰)。通過對(duì)KCBN+3的這兩個(gè)候選明文形式的解密結(jié)果進(jìn)行比較，很可能找到僅一個(gè)匹配。此匹配確定了將用于分組N+2的密鑰(即產(chǎn)生分組N+2中KCBN+3的正確解密的那個(gè)密鑰)和將用于分組N+3的密鑰(即產(chǎn)生分組N+3中KCBN+3的正確解密的那個(gè)密鑰)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易的擴(kuò)展這個(gè)原則來克服一個(gè)以上分組的丟失。
優(yōu)選實(shí)施方案塊密碼最好是密碼塊鏈(CBC)模式的數(shù)字加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)。為保護(hù)數(shù)據(jù)凈荷和最小化數(shù)據(jù)凈荷開銷，優(yōu)選使用密鑰文本竊取(CTS)。DES算法使用8字節(jié)塊長來處理。因此，無論何時(shí)數(shù)據(jù)凈荷不是8字節(jié)倍數(shù)，都必須采取一些措施來對(duì)包含小于8字節(jié)的最后數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密。一個(gè)可選方法是添加填充字節(jié)以使塊長又等于8。然而，這增加了數(shù)據(jù)凈荷大小，而且填充字節(jié)的數(shù)目還必須傳送到解密側(cè)以正確去除填充字節(jié)。一個(gè)更好的方法是使用密碼文本竊取。除了最后8字節(jié)塊和最后“不完全”數(shù)據(jù)塊的剩余字節(jié)，順序加密所有8字節(jié)塊。這些字節(jié)連接成一個(gè)擴(kuò)展塊并區(qū)別對(duì)待。這樣擴(kuò)展的塊長范圍為9和15字節(jié)之間。首先對(duì)擴(kuò)展塊的最后8字節(jié)進(jìn)行適當(dāng)加密。接下來對(duì)擴(kuò)展塊的第一個(gè)8字節(jié)進(jìn)行加密。這意味著一些字節(jié)進(jìn)行了兩次加密。圖6闡明了CTS方法如何操作。作為一個(gè)例子，假設(shè)數(shù)據(jù)凈荷大小為26字節(jié)。這產(chǎn)生了三個(gè)8字節(jié)數(shù)據(jù)塊和一個(gè)附加的2字節(jié)數(shù)據(jù)塊。塊1和2可以直接加密。然而，接下來并非加密塊3，而是加密塊3和塊4連接的最后8字節(jié)塊。最后，加密塊3。注意塊3部分已在前一階段中被加密并在最后階段中又被加密。解密期間，簡(jiǎn)單地進(jìn)行相反的過程。解密塊1和2。然后解密塊3，產(chǎn)生完全解密的第一部分和仍被加密的第二部分。最后，解密總數(shù)據(jù)凈荷的最后8字節(jié)。此技術(shù)不改變總的數(shù)據(jù)凈荷。然而，它只能應(yīng)用在總數(shù)據(jù)凈荷大小大于8時(shí)。
另一個(gè)合適的密碼文本竊取方法在Bruce Schneier的“AppliedCryptography(應(yīng)用密碼系統(tǒng))”第二版195-196頁和圖9.5中進(jìn)行了描述。參考圖6示例，最初兩個(gè)明文塊P1和P2用密碼塊鏈模式以傳統(tǒng)方式進(jìn)行加密。所以，P2與第一塊加密結(jié)果的密文C1結(jié)合(異或)并且進(jìn)行加密，以Ek(P2C1)＝C2表示。第三塊P3也進(jìn)行傳統(tǒng)加密，以Ek(P3C2)表示。此例中，最后的明文塊P4只包含2字節(jié)。這個(gè)字節(jié)數(shù)從加密結(jié)果的開始取出并用作塊4的密文。這可以表示為Ek(P3C2)＝C4|C’(其中“|”代表連接)。C’并不傳送。最后的塊P4被填充(在此例中添加了6字節(jié))，表示為P4|填充(對(duì)于填充比特可以使用任何比特值)。通常，它與前一加密結(jié)果結(jié)合起來并進(jìn)行加密，以第三密文塊C3＝Ek((P4|填充)(C4|C’))表示。C3和C4被傳送。在接收系統(tǒng)中，首先解密C3，以(P4|填充)(C4|C’)表示。接下來C4用相同的填充比特進(jìn)行填充。此結(jié)果與解密結(jié)果進(jìn)行異或，以(C4|填充)((P4|填充)6(C4|C’))＝(P4|C’)表示。它提供了P4和C’。接下來C4用C’填充并進(jìn)行解密，產(chǎn)生P3C2。通過與C2異或可得到對(duì)P3的訪問。
優(yōu)選方法基于帶內(nèi)密鑰改變信令并因而提供主機(jī)(源設(shè)備)和設(shè)備(宿設(shè)備)之間的高準(zhǔn)確密鑰變化同步。會(huì)話密鑰變化只允許在分組之間發(fā)生以使密鑰變化決不可能出現(xiàn)在分組的中間。此外，主機(jī)和設(shè)備協(xié)商相同的算法來計(jì)算會(huì)話密鑰，以便一旦初始化，主機(jī)和設(shè)備可以獨(dú)立地計(jì)算后來的會(huì)話密鑰。下一會(huì)話密鑰在前面計(jì)算的會(huì)話密鑰用掉之后立即進(jìn)行計(jì)算，以便為下一會(huì)話密鑰改變做好準(zhǔn)備。
發(fā)送方保留來自前一分組的稱為密鑰校驗(yàn)塊的最后明碼電文8字節(jié)，并用當(dāng)前會(huì)話密鑰加密此塊。主機(jī)可能已經(jīng)決定改變前一分組和當(dāng)前分組間的會(huì)話密鑰。在此情況下，密鑰校驗(yàn)塊用不同于用于加密前一分組最后8字節(jié)的會(huì)話密鑰進(jìn)行加密。密鑰校驗(yàn)塊作為當(dāng)前加密數(shù)據(jù)凈荷的頭標(biāo)被發(fā)送到接收方。接收方也保留前一分組的最后8字節(jié)(在解密后)。當(dāng)接收到當(dāng)前分組時(shí)，它解密第一個(gè)8字節(jié)(密鑰校驗(yàn)塊)并將該結(jié)果與所保留的前一分組最后8字節(jié)進(jìn)行比較。如果匹配，則會(huì)話密鑰在分組之間沒有改變，且解密可以繼續(xù)。如果不匹配，接收方轉(zhuǎn)到下一會(huì)話密鑰并重解密密鑰校驗(yàn)塊。如果匹配，則會(huì)話密鑰已經(jīng)發(fā)生變化，接收方使用這個(gè)新的會(huì)話密鑰繼續(xù)。如果不匹配，則發(fā)生錯(cuò)誤且接收方采取適當(dāng)?shù)拇胧Ｗ⒁庥捎?字節(jié)密鑰校驗(yàn)塊的添加，分組的實(shí)際數(shù)據(jù)凈荷總大于8字節(jié)并且總可以應(yīng)用密文竊取方法。如果實(shí)際數(shù)據(jù)凈荷小于8字節(jié)(總凈荷小于16字節(jié))，則接收方因CTS而必須完全解密整個(gè)分組以恢復(fù)密鑰校驗(yàn)塊。此方法的優(yōu)點(diǎn)是它在加密數(shù)據(jù)中隱藏了會(huì)話密鑰改變事件。密鑰校驗(yàn)塊必須在會(huì)話密鑰改變事件可被確定之前進(jìn)行解密。
優(yōu)選協(xié)議具有四個(gè)階段。第一階段是認(rèn)證階段，其中主機(jī)和設(shè)備互相認(rèn)證。第二階段是密鑰交換階段，其中隨機(jī)數(shù)和密鑰資料被建立、加密和交換。第三階段是密鑰生成階段，其中使用密鑰資料建立一個(gè)會(huì)話密鑰。在初始化之后此階段可能運(yùn)行數(shù)倍時(shí)間來產(chǎn)生新的會(huì)話密鑰。第四階段是信息傳輸階段，其中使用第三階段產(chǎn)生的會(huì)話密鑰使內(nèi)容在主機(jī)和設(shè)備之間安全傳輸。對(duì)完整的實(shí)現(xiàn)，執(zhí)行前面所定義的階段并根據(jù)圖7所示方案重復(fù)。在任何內(nèi)容可以被交換之前，系統(tǒng)在步驟510進(jìn)入階段1認(rèn)證階段。在此階段建立信任關(guān)系。一旦完成，在步驟520進(jìn)入第二階段其中以安全方式交換密鑰資料。同樣，初始密鑰校驗(yàn)塊(IKCB)被安全地從主機(jī)發(fā)送到設(shè)備。在整個(gè)信任關(guān)系期間此塊必須由主機(jī)和設(shè)備雙方保留。
在第一次于步驟530進(jìn)入第三階段之前，一個(gè)32位計(jì)數(shù)器C在步驟540中用一個(gè)隨機(jī)數(shù)初始化。主機(jī)通過Init_C請(qǐng)求將此數(shù)傳送到設(shè)備。主機(jī)和設(shè)備都計(jì)算一個(gè)初始會(huì)話密鑰(C)。然后進(jìn)入信息傳送階段并且開始實(shí)際數(shù)據(jù)傳送。同時(shí)，在步驟550進(jìn)入階段4之后主機(jī)和設(shè)備立即在步驟560計(jì)算下一會(huì)話密鑰(C+1)。當(dāng)信息傳送階段進(jìn)行時(shí)，發(fā)送方可能決定更新當(dāng)前會(huì)話密鑰。在某一時(shí)刻它開始使用先前已經(jīng)計(jì)算出的會(huì)話密鑰(C+1)。接收方注意到會(huì)話密鑰改變并且接下來也開始使用會(huì)話密鑰(C+1)。然后在步驟570增加計(jì)數(shù)器C之后主機(jī)和設(shè)備雙方都又進(jìn)入階段3。這導(dǎo)致了一個(gè)新的會(huì)話密鑰(C+1)的產(chǎn)生，準(zhǔn)備用于下一會(huì)話密鑰改變期間。重復(fù)此過程直至所有數(shù)據(jù)都被傳送。是在發(fā)送方的單獨(dú)判斷下決定何時(shí)重入階段3來更新會(huì)話密鑰。
通常，需要考慮兩種情況—該協(xié)議用于保護(hù)數(shù)據(jù)流式內(nèi)容。在此情況下，發(fā)送方基于定時(shí)器事件可能決定更新會(huì)話密鑰，定時(shí)器事件周期性地激發(fā)并觸發(fā)會(huì)話密鑰改變事件。
—該協(xié)議用于保護(hù)內(nèi)容塊的傳輸。此塊可能包含內(nèi)容本身(文件)或者任何需要對(duì)加密內(nèi)容進(jìn)行加密的密鑰。在此情況下，發(fā)送方可能決定在每個(gè)塊開始傳送前更新會(huì)話密鑰，以使每個(gè)塊使用另一個(gè)會(huì)話密鑰進(jìn)行加密。
主機(jī)和設(shè)備會(huì)話密鑰產(chǎn)生階段可能會(huì)脫離同步。尤其是當(dāng)處理流內(nèi)容時(shí)，分組可能丟失或者損壞以致會(huì)話密鑰改變事件不再能被可靠檢測(cè)。無論何時(shí)發(fā)生數(shù)據(jù)流中斷，接收方都通知發(fā)送方。此時(shí)，主機(jī)和設(shè)備都意識(shí)到存在會(huì)話密鑰同步的潛在中斷。然后主機(jī)通過發(fā)送Init_C請(qǐng)求來重新同步會(huì)話密鑰產(chǎn)生過程。在成功完成后，主機(jī)和設(shè)備都又被同步并且信息傳送階段可以繼續(xù)。
注意取決于應(yīng)用，并非所有階段都需要進(jìn)行。例如，可能僅建立主機(jī)和設(shè)備之間的信任關(guān)系來完成認(rèn)證階段就足夠了。每個(gè)內(nèi)容安全方法(CSM)描述符包含足夠信息使主機(jī)確定需要進(jìn)行哪些階段。
上述源和宿設(shè)備的許多功能通常將由一種加載適當(dāng)軟件的處理器來完成。由于性能原因，某些功能象加密/解密可以由專用硬件來完成。此時(shí)，通常也是將硬件如通信IC用于經(jīng)通信介質(zhì)傳送數(shù)據(jù)。處理器如PC型處理器、微控制器或DSP類處理器可以加載程序以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的步驟。該程序通常從后備存儲(chǔ)器中加載，如硬盤或ROM。例如，可以使用一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來在后備存儲(chǔ)器中初始存儲(chǔ)該程序。這種程序產(chǎn)品可能分布在象CD-ROM的存儲(chǔ)介質(zhì)上或者經(jīng)由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)如公共互聯(lián)網(wǎng)分布。
權(quán)利要求
1.一種包括一個(gè)源設(shè)備和至少一個(gè)宿設(shè)備的安全通信系統(tǒng)；在一個(gè)包括從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送多個(gè)分組的通信會(huì)話中，信息從源設(shè)備傳送到宿設(shè)備；每個(gè)分組包括一個(gè)用于傳送部分信息的數(shù)據(jù)域；源設(shè)備包括一個(gè)密鑰產(chǎn)生器，用于由源設(shè)備主動(dòng)產(chǎn)生在預(yù)定的源會(huì)話密鑰Ksourcei序列中的活動(dòng)源會(huì)話密鑰；一個(gè)加密器，用于在活動(dòng)源會(huì)話密鑰的控制下對(duì)一個(gè)分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行加密；數(shù)據(jù)域的加密部分包括一個(gè)指定為密鑰校驗(yàn)塊域的子域；宿設(shè)備包括一個(gè)密鑰產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生在預(yù)定的宿會(huì)話密鑰Ksinki序列中的多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰，其中對(duì)序列中的每個(gè)下標(biāo)i各個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)各自的源會(huì)話密鑰Ksourcei；一個(gè)解密器，用于在一個(gè)宿會(huì)話密鑰控制下對(duì)一個(gè)所接收分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行解密；一個(gè)密鑰分析器，其作用在于通過使解密器在多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰中每次一個(gè)不同密鑰的控制下對(duì)所接收分組的密鑰校驗(yàn)塊域中數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，直至發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的解密結(jié)果，來確定哪個(gè)候選宿會(huì)話密鑰對(duì)應(yīng)用于加密所接收分組加密部分的源會(huì)話密鑰；并使解密器在產(chǎn)生有效解密結(jié)果的候選宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)分組數(shù)據(jù)域的剩余加密部分進(jìn)行解密。
2.權(quán)利要求1中所要求的安全通信系統(tǒng)，其中密鑰校驗(yàn)塊域中的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊是一個(gè)公用數(shù)據(jù)塊。
3.權(quán)利要求1中所要求的安全通信系統(tǒng)，其中密鑰校驗(yàn)塊域中的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊是在開始信息傳送之前源和宿設(shè)備之間已商定的數(shù)據(jù)塊，并用于整個(gè)通信會(huì)話。
4.權(quán)利要求1中所要求的安全通信系統(tǒng)，其中密鑰校驗(yàn)塊域中的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊在通信會(huì)話期間至少改變一次。
5.權(quán)利要求4中所要求的安全通信系統(tǒng)，其中源和宿設(shè)備包括對(duì)應(yīng)的密鑰校驗(yàn)塊產(chǎn)生器來產(chǎn)生明文形式的密鑰校驗(yàn)塊和實(shí)現(xiàn)明文形式的密鑰校驗(yàn)塊的改變。
6.權(quán)利要求4中所要求的安全通信系統(tǒng)，其中特定分組的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊是從該特定分組之前的一個(gè)分組中所傳送的信息導(dǎo)出的。
7.權(quán)利要求6中所要求的安全通信系統(tǒng)，其中明文形式的密鑰校驗(yàn)塊是從該特定分組緊挨的前面一個(gè)分組中所傳送的信息導(dǎo)出的。
8.權(quán)利要求6或7中所要求的安全通信系統(tǒng)，其中特定分組的明文形式的密鑰校驗(yàn)塊等同于該特定分組之前的、一個(gè)分組的加密數(shù)據(jù)域部分中密鑰校驗(yàn)塊之外的一個(gè)明文形式的預(yù)定數(shù)據(jù)塊。
9.一種用于安全通信系統(tǒng)中的宿設(shè)備，其中源設(shè)備可以自主改變用于對(duì)從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送的一個(gè)分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行加密的一個(gè)源會(huì)話密鑰；數(shù)據(jù)域的加密部分包括一個(gè)指定為密鑰校驗(yàn)塊域的子域；宿設(shè)備包括一個(gè)密鑰產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生在預(yù)定的宿會(huì)話密鑰Ksinki序列中的多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰，其中對(duì)序列中的每個(gè)下標(biāo)i各個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)各自的源會(huì)話密鑰Ksourcei；一個(gè)解密器，用于在一個(gè)宿會(huì)話密鑰控制下對(duì)一個(gè)所接收分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行解密；一個(gè)密鑰分析器，其作用在于通過使解密器在多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰中每次一個(gè)不同密鑰的控制下對(duì)所接收分組的密鑰校驗(yàn)塊域中數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，直至發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的解密結(jié)果，來確定哪個(gè)候選宿會(huì)話密鑰對(duì)應(yīng)用于加密所接收分組加密部分的源會(huì)話密鑰；并使解密器在產(chǎn)生有效解密結(jié)果的候選宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)分組數(shù)據(jù)域的剩余加密部分進(jìn)行解密。
10.一種在一個(gè)源設(shè)備和至少一個(gè)宿設(shè)備之間安全通信的方法；在一個(gè)包括從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送多個(gè)分組的通信會(huì)話中，信息從源設(shè)備傳送到宿設(shè)備；每個(gè)分組包括一個(gè)用于傳送部分信息的數(shù)據(jù)域；該方法包括源設(shè)備主動(dòng)產(chǎn)生在預(yù)定的源會(huì)話密鑰Ksourcei序列中的活動(dòng)源會(huì)話密鑰；在活動(dòng)源會(huì)話密鑰的控制下對(duì)一個(gè)分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域進(jìn)行加密；數(shù)據(jù)域的加密部分包括一個(gè)指定為密鑰校驗(yàn)塊域的子域；從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送分組；產(chǎn)生在預(yù)定的宿會(huì)話密鑰Ksinki序列中的多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰，其中對(duì)于序列中的每個(gè)下標(biāo)i各個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)各自的源會(huì)話密鑰Ksourcei；通過在多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰中每次一個(gè)不同密鑰的控制下對(duì)所接收分組的密鑰校驗(yàn)塊域中數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，直至發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的解密結(jié)果，來確定哪個(gè)候選宿會(huì)話密鑰對(duì)應(yīng)用于加密所接收分組加密部分的源會(huì)話密鑰；以及在產(chǎn)生有效解密結(jié)果的候選宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)分組數(shù)據(jù)域的剩余加密部分進(jìn)行解密。
11.一種在一個(gè)安全通信系統(tǒng)的宿設(shè)備中檢測(cè)由系統(tǒng)中源設(shè)備產(chǎn)生的密鑰改變的方法；在一個(gè)包括從源設(shè)備向宿設(shè)備傳送多個(gè)分組的通信會(huì)話中，信息從源設(shè)備傳送到宿設(shè)備；每個(gè)分組包括一個(gè)用于傳送部分信息的數(shù)據(jù)域；一個(gè)分組的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)域在預(yù)定源會(huì)話密鑰Ksourcei序列中一個(gè)活動(dòng)源會(huì)話密鑰的控制下被加密；數(shù)據(jù)域的加密部分包括一個(gè)指定為密鑰校驗(yàn)塊域的子域；該方法包括產(chǎn)生在預(yù)定的宿會(huì)話密鑰Ksinki序列中的多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰，其中對(duì)于序列中的每個(gè)下標(biāo)i各個(gè)宿會(huì)話密鑰Ksinki對(duì)應(yīng)各自的源會(huì)話密鑰Ksourcei；通過在多個(gè)候選宿會(huì)話密鑰中每次一個(gè)不同密鑰的控制下對(duì)所接收分組的密鑰校驗(yàn)塊域中數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，直至發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的解密結(jié)果，來確定哪個(gè)候選宿會(huì)話密鑰對(duì)應(yīng)用于加密所接收分組加密部分的源會(huì)話密鑰；以及在產(chǎn)生有效解密結(jié)果的候選宿會(huì)話密鑰的控制下對(duì)分組數(shù)據(jù)域的剩余加密部分進(jìn)行解密。
12.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中該程序產(chǎn)品可操作以使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求11中的方法。
全文摘要
在一個(gè)以多個(gè)從源設(shè)備到宿設(shè)備分組形式的通信會(huì)話中從源設(shè)備到宿設(shè)備進(jìn)行安全信息傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)中，使用具有一個(gè)密鑰校驗(yàn)塊域的分組結(jié)構(gòu)。在會(huì)話期間，源設(shè)備可以改變用于加密分組中數(shù)據(jù)(包括密鑰校驗(yàn)塊)的會(huì)話密鑰。宿設(shè)備通過用多個(gè)候選密鑰僅解密密鑰校驗(yàn)塊來檢測(cè)會(huì)話密鑰的變化。有效解密的密鑰用于解密分組的剩余部分。
文檔編號(hào)H04L9/16GK1421080SQ00806114
公開日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2000年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者A·A·M·斯塔林 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司