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《一、USBKey 實現(xiàn)身份認證原理.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、一、USBKey實現(xiàn)身份認證原理采用沖擊/響應（挑戰(zhàn)/應答）的認證方法，登錄時在服務器端和客戶端同時進行計算，客戶端計算前要先驗證USERPIN，通過后在硬件中使用HMAC-MD5密鑰進行計算，服務器端在服務器上使用軟件進行計算，比較計算結(jié)果。二、USBKey的優(yōu)點1、兼容性好USBKey不僅對打印機、掃描儀等設備具有高度的透明性，特別是多個相同的USBKey也可以使用USBHUB并聯(lián)在一起使用，相互之間不會干擾。2、速度快對于使用USBKey加密后的軟件，其運行速度同加密前區(qū)別不大，USBKey能夠在很短的時
2、間內(nèi)處理完畢，保證用戶程序的順暢運行。3、使用簡便USBKey在API函數(shù)調(diào)用上從用戶角度出發(fā)，最大限度簡化使用接口。用戶能夠在很短的時間內(nèi)掌握USBKey的使用方法，節(jié)約開發(fā)上所投入的時間。三、高加密強度和身份認證相結(jié)合USBKey是全新設計的高強度USBKey，有完整的用戶管理。（1）用戶必須在超級用戶狀態(tài)下（SOPIN驗證通過），通過自己設定的不超過51字節(jié)的種子生成PID，以后打開和關(guān)閉USBKey都需要通過PID來完成。PID的生成算法是在USBKey內(nèi)部完成的，而且是不可逆的，也就是說，只有生成者才
3、知道什么樣的種子能生成什么樣的PID，別的人即使知道PID，同時也能夠調(diào)用這個計算過程，但因為不知道種子是什么，是無法生成和您相同的PID的硬件，保證了用戶的USBKey的獨特性。（2）用戶在對USBKey中的數(shù)據(jù)進行讀寫操作時需要進行USERPIN驗證，又增加了一層對軟件的保護性。（3）用戶可以在配置設備時設為只讀，那么USBKey中的數(shù)據(jù)只可以讀取，而不能被更改，密鑰也不能被修改，從而保證了鎖內(nèi)數(shù)據(jù)不被篡改。（4）使用USBKey硬件中的HMAC-MD5算法進行沖擊響應身份認證。HMAC-MD5密鑰存在US
4、BKey中，該密鑰只用于計算，任何人獲取不到密鑰的內(nèi)容，保證密鑰的安全性。（5）提供了安全方便的外殼加密工具，使加密工作非常簡單。四、系統(tǒng)支持USBKey采用無驅(qū)設計，使用方便，兼容性好，支持多種操作系統(tǒng)臺：全系列Windows、Linux和MAC。包括32位和64位。五、使用USBKey進行身份認證可以應用USBKey進行沖擊響應身份認證，替換掉傳統(tǒng)的用戶名和密碼方式，使登錄更加安全。其原理如下圖所示：在整個認證過程中，采用沖擊響應的認證方式。當需要在網(wǎng)絡上驗證用戶身份時，先由客戶端向服務器發(fā)出一個驗證請求。
5、服務器接到此請求后生成一個隨機數(shù)并通過網(wǎng)絡傳輸給客戶端（此為沖擊）?？蛻舳藢⑹盏降碾S機數(shù)提供給，由使用該隨機數(shù)與存儲在中的密鑰進行HMAC-MD5運算并得到一個結(jié)果作為認證證據(jù)傳給服務器（此為響應）。與此同時，服務器也使用該隨機數(shù)與存儲在服務器數(shù)據(jù)庫中的該客戶密鑰進行HMAC-MD5運算，如果服務器的運算結(jié)果與客戶端傳回的響應結(jié)果相同，則認為客戶端是一個合法用戶。六、原理詳解沖擊/響應的算法原理可以參見（http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc2085.txt）。其中公式原型為：MD5
6、(KXORopad,MD5(KXORipad,text))K：密鑰（即分配給不同用戶的密鑰）text：隨機數(shù)opad：數(shù)值0x5Cipad：數(shù)值0x36XOR：異或運算符ET99USBKey在此基礎(chǔ)上進行了改進，結(jié)合進硬件的特點，使得存儲在USBKey中的密鑰K也是不可被盜取和得知的。ET99的公式為：MD5(MD5(KXORopad),MD5(MD5(KXORipad),text))我們看到ET99的計算公式中，將KXORopad和KXORipad的結(jié)果又分別做了MD5運算。假如分配給客戶獨有的密鑰K為123
7、456，那么K與opad異或的結(jié)果再進行MD5運算后的16字節(jié)稱為K1，K與ipad異或的結(jié)果再進行MD5運算后的16字節(jié)稱為K2，K1＋K2拼接后的32字節(jié)Kin99作為存入ET99USBKey中密鑰區(qū)中的密鑰（ET99可以存儲8個32字節(jié)密鑰）。這樣做的目的有兩點：（1）硬件保證32字節(jié)的密鑰Kin99是無法被導出的。（2）即使通過物理探針分析芯片，得到這32字節(jié)，通過拆分得到K1和K2，但由于MD5是成熟的單向散列算法，通過K1和K2是反推不出K的值，因此絕對保證了分配給用戶，代表用戶身份的K是無法被復制
8、的。那么從公式中就可以一目了然看到整個沖擊/響應客戶端和服務器端進行計算的過程。ET99中計算：（1）使用K2＋text（隨機數(shù)）拼接后進行MD5運算，產(chǎn)生16字節(jié)的結(jié)果Rc1。（2）使用K1＋Rc1拼接后進行MD5運算，產(chǎn)生客戶端計算的結(jié)果Rc。服務器端計算：（1）從數(shù)據(jù)庫中取得客戶的密鑰K。（2）K與ipad異或后進行MD5運算產(chǎn)生16字節(jié)的Rs1。（3）Rs1＋text（隨機數(shù)）
