[发明专利]基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理方法，其特征在于，包括步骤：

(1)5G无线专网基站生成发起终端的私钥和公共参数发送给发起终端；5G无线专网基站生成响应终端的私钥和公共参数发送给响应终端；

(2)发起终端生成随机数并根据密文生成算法计算对应的密文，保存随机数并将发起终端的密文发送给响应终端；

(3)响应终端接收发起终端的密文并使用自己的私钥根据签名算法生成签名，然后生成另一个随机数和计算对应的密文，保存随机数并将响应终端的密文和签名发送回发起终端；

(4)发起终端接收响应终端的签名和密文并使用自己的私钥进行验证，验证通过后发起终端使用自己的私钥为响应终端的密文生成签名，并将此签名发送给响应终端进行验证；

(5)响应终端收到发起终端的签名并使用自己的私钥进行验证，验证通过后进入下一步；

(6)发起终端和响应终端分别使用自己的随机数和来自对方的密文计算共享密钥，两者计算的共享密钥是相等的。

2.根据权利要求1所述的基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理方法，其特征在于，步骤(1)的具体步骤如下：

(1.1)5G无线专网基站创建一个生成元为g且素数阶为q的集合G；

(1.2)5G无线专网基站生成两个随机秘密c,d∈Z_q，并构造一个拉格朗日多项式L(x)＝c+dx mod q；其中，mod为余运算，Z_q为小于q的正整数；

(1.3)5G无线专网基站计算发起终端的公钥pk₁＝g^c、响应终端的公钥pk₂＝g^d，并把para＝{G,g,q,pk₁,pk₂}作为公共参数；

(1.4)对于身份为ID₁的发起终端，5G无线专网基站计算其私钥sk₁＝c+dh(ID₁)modq，其中，h是一个哈希函数；

(1.5)对于身份为ID₂的响应终端，5G无线专网基站计算其私钥sk₂＝c+dh(ID₂)modq，其中，h是一个哈希函数；

(1.6)5G无线专网基站将对应的私钥和公共参数分别发送给发起终端和响应终端。

3.根据权利要求2所述的基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理方法，其特征在于，步骤(2)的具体步骤如下：

(2.1)发起终端生成随机数N₁∈Z_q；

(2.2)根据密文生成算法计算发起终端的密文

4.根据权利要求3所述的基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理方法，其特征在于，步骤(3)的具体步骤如下：

(3.1)根据签名算法计算签名其中，sk₂为响应终端的私钥；

(3.2)响应终端生成随机数N₂∈Z_q；

(3.3)根据密文生成算法计算响应终端的密文

5.根据权利要求4所述的基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理方法，其特征在于，步骤(4)的具体步骤如下：

(4.1)依据等式若该等式成立，则验证成功，否则验证失败；其中，σ₁为响应终端的签名；

(4.2)根据签名算法计算签名其中，sk₁为发起终端的私钥。

6.根据权利要求5所述的基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理方法，其特征在于，步骤(5)的具体步骤如下：

依据等式若该等式成立，则验证成功，否则验证失败；其中，σ₂为发起终端的签名。

7.根据权利要求6所述的基于身份的5G智能电网无线终端密钥管理方法，其特征在于，步骤(6)的具体步骤如下：

(6.1)发起终端计算共享密钥

(6.2)响应终端计算共享密钥