[发明专利]一种基于对称秘钥的离线设备双向认证方法和系统

权利要求书

1.一种基于对称秘钥的离线设备双向认证方法，用于实现设备A和设备B之间的安全通信，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设备A和设备B获取对称密钥KeyS；

S2、设备A生成验证字段R_A并将其发送至设备B；

S3、设备B接收验证字段R_A，并生成一个验证字段R_B，使用对称加密算法、对称密钥KeyS加密“验证字段R_A和验证字段R_B”，得到密文，将得到的密文使用Hash算法计算Hash值，得到的Hash值作为会话密钥SeKey；

S4、设备B使用对称加密算法、会话密钥SeKey对预先规定的“B确认消息”进行加密，得到密文BData，设备B将密文BData和验证字段R_B一起发送至设备A；

S5、设备A接收设备B发送的密文BData和验证字段R_B，使用对称加密算法、对称密钥KeyS加密“验证字段R_A和验证字段R_B”，得到密文，将得到的密文使用Hash算法计算Hash值，从而得到会话密钥SeKey；

S6、设备A使用对称加密算法、会话密钥SeKey对接收到的密文BData进行解密，如果解密成功且得到设备B发送的“B确认消息”，则设备A验证设备B成功，执行步骤S7，否则，验证失败，终止设备A和设备B之间的会话；

S7、设备A使用对称加密算法、会话密钥SeKey对预先规定的“A确认消息”进行加密，得到密文AData，设备A将密文AData发送至设备B；

S8、设备B接收设备A发送的密文AData，并使用对称加密算法、会话密钥SeKey对接收到的密文AData进行解密，如果解密成功且得到设备A发送的“A确认消息”，则设备B验证设备A成功，执行步骤S9，否则，验证失败，终止设备A和设备B之间的会话；

S9、设备A和设备B开始正常通信，通信过程中使用对称加密算法、会话密钥SeKey对发送和接收的数据进行加密和解密，直至完成此次会话；

在步骤S1中，如果设备A和设备B中保留了上一次会话时的会话密钥，则将上一次会话时的会话密钥作为此次会话的对称密钥，如果设备A和设备B中没有上一次会话的会话密钥，则由密钥管理系统生成对称密钥并将其发送至设备A和设备B；

所述密钥管理系统中存储有永久有效的系统根密钥RootKey，密钥管理系统生成的对称密钥是基于系统根密钥RootKey以及设备A和设备B的绑定关系唯一确定的；

所述密钥管理系统使用加密算法、系统根密钥RootKey对“设备A唯一的设备号IDA和/或设备B唯一的设备号IDB”进行加密，得到密文，将得到的密文使用Hash算法计算Hash值，得到的Hash值作为对称密钥KeyS。

2.根据权利要求1所述的一种基于对称秘钥的离线设备双向认证方法，其特征在于，所述密钥管理系统布置在云端服务器。

3.根据权利要求1所述的一种基于对称秘钥的离线设备双向认证方法，其特征在于，所述验证字段R_A和验证字段R_B是随机生成的随机数。

4.根据权利要求1所述的一种基于对称秘钥的离线设备双向认证方法，其特征在于，设备A和设备B中使用的对称加密算法相同，是预先集成在设备A和设备B中的。

5.一种基于对称秘钥的离线设备双向认证系统，其特征在于，基于如权利要求1-4中任一所述的基于对称秘钥的离线设备双向认证方法，包括通信连接的设备A和设备B；

所述设备A包括收发单元、存储单元、会话密钥生成单元、加密单元和解密单元，所述设备B包括收发单元、存储单元、会话密钥生成单元、加密单元和解密单元；

所述收发单元用于接收和发送信息；所述存储单元用于存储对称密钥KeyS和此次会话的会话密钥SeKey；所述会话密钥生成单元基于对称密钥KeyS、验证字段R_A和验证字段R_B得到会话密钥SeKey；所述加密单元使用对称加密算法、会话密钥SeKey对发送的消息进行加密；所述解密单元使用对称加密算法、会话密钥SeKey对接收的消息进行解密。