138_091-029AP-TW
發佈日期 :
2009-04-27
| 發明專利說明書 | |
| ※申請案號： | |
| ※申請日期： ※ＩＰＣ分類： | |
| 一、發明名稱： (中文/英文)
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| 公鑰影像化方法(全文下載) / IMAGE PUBLIC KEY GENERATION METHOD
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| 二、申請人： 共 人
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| 指定 為應受送達人
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| 三、發明人： | |
| ◎專利代理人： | |
| 四、聲明事項 | |
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| □主張專利法第二十七條第一項國際優先權：
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| □主張專利法第二十九條第一項國內優先權：
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| □ 主張專利法第二十六條微生物：
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| □ 熟習該項技術者易於獲得，不須寄存 | |
| 五、中文發明摘要： | |
| 本發明係為一公鑰影像化之方法，係主要將代表使用者身份的影像經過編碼程序以作為非對稱式密碼系統之金鑰產生運算的參數值，進而取得金鑰對的”影像公鑰”及私鑰；其中該”影像公鑰”係為一含影像資料訊號之非對稱式密碼系統之公開金鑰，故當求得公鑰後，即可將公鑰解碼還原為影像，並以此影像提供予相關使用者；而相關使用者即可直接由該影像達到辨識效果，欲使用”影像公鑰”進行加密或認證時，可將該”影像公鑰”之影像編碼成一維數位值的公鑰進行使用，藉由公鑰影像化，可直接藉由影像作為代表此一公鑰的身份，提供使用者方便辨識公鑰所屬對象的功效。 | |
| 六、英文發明摘要： | |
| 七、指定代表圖： | |
| （一）本案指定代表圖為： | |
| （二）本代表圖之元件代表符號簡單說明：
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| 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： | |
| 九、發明說明： | |
| 本發明係關於一種公鑰影像化之方法，尤指一種公鑰以影像表示的方法，以產生一影像公鑰，方便直接由影像辨別公鑰對應的使用者身份。 目前針對公鑰系統的發展，可概分為RSA、DSA及ECC三種，但目前全世界大多採用RSA非對稱式密碼技術以確保交易雙方的身分確認、防止保密資料遭到竄改並可達到不可否認的功能，進而保障網路交易的安全，此一技術是目前學界及業界公認最安全且已成熟之加密技術；在此加密機制中，每個用戶均擁有一把公鑰(public key)及一把私鑰(private key)，這兩把金鑰、私鑰並不相同但是互相對應的。 實際上，一般人需至憑證管理機構(CA:Certification Authority)，將公鑰資料及其相關申請資訊作為憑證(certificate)的參數值，故該憑證即可以用來證明公鑰擁有者的身分；因此，當擁有憑證(含公鑰)及私鑰後，即可將憑證公開給交易對方作為驗證簽章或加密用，而私鑰則須妥善保管。 原始RSA運算法需取得兩個大約512位元(含)以上的質數P, Q(為經安全之亂數產生器隨機產生)，其中公鑰的整數參數部份為(N',e)其中N'=P×Q，而公鑰指數部份e則為整數取得與尤拉函數  (N')的互質數字，故以上數值皆可隨機求取而得，而私鑰則藉由Euclidean運算式計算e×d≡1 mod (N')求得私鑰值d，其中決定公、私鑰的運算參數皆為亂數挑選。目前由Lenstra提出的四種RSA金鑰產生運算法，如第八圖所示，其至多可選定半個公鑰值N'長度(即為｜N'｜/2)之使用者自定資料I至RSA的金鑰產生運算式中，作為運算參數的一部份，以求取出金鑰對(N',e)以及私鑰d，其中該公鑰值N'含有輸入資料I。 使用公鑰(N',e)對文件M以模指數運算法進行加密或進行簽章程序後，送至存有擁有私鑰d的原使用者，即可對加密文件或簽章進行解密及認證程序，以還原文件或確認身份，由是可知，假設私鑰僅原使用者擁有，則僅獲得公開鍵值是無法破解偷取或偽造出私鑰，是以RSA加密法仍為廣泛使用。 請參閱第九圖所示，係為其中一憑證套用X. 509憑證格式的內容，其中公開金鑰係為8092 bits以一般RSA金鑰產生法運算而得，如圖中所示，係以一連續數字表示之，又每個人或每公司行號憑證的公鑰並不相同，而公鑰卻僅以一連串的數值表示，若欲辨識公鑰所屬身份為何，必須由憑證資料中取得其特定名稱，但對於不常見或同姓名身份的憑證，將會有使用錯誤憑證的困擾。 由上述可知，雖然RSA具有完善的加密技術，然而，對於一整串的數值相對增加辨識公鑰所屬使用者的困難度，是以，故需針對此一缺點進一步提出解決方案。 為此，本發明的主要目的係提供一種將公鑰影像化的方法，亦即，將影像編碼後進行RSA金鑰產生運算，以作為計算金鑰的一運算參數，藉此，可取得含有影像資料的公鑰數值，此時，如將公鑰送予交易的第三者時，即可將該公鑰數值的影像資料解出，以作為此一公鑰的使用者身份認證之用。 欲達上述目的所使用的主要技術手段係令上述公鑰影像化的方法為：1．將一可代表個人身份影像(如照片、印章、簽名等)加以編碼；2．輸入公鑰產生運算式作為運算參數值，以取得一整數公鑰數值，其中該公鑰數值即包含影像資料；將上述求得之整數公鑰數值解碼為二維影像數值後，轉換為一接近原個人身份影像。 由上述可知，經由取得一影像資料加入RSA金鑰產生運算式中進行公、私鑰的求取，該公鑰即包含有影像訊息，故待取得含有影像訊息的公鑰後，即可將該公鑰轉換出一近似於原照片或印章的影像，其中影像可被儲存成一般無損影像儲存之影像格式檔案(如.bmp、.tif或.gif格式之影像格式之檔案)，而此影像可稱為”影像公鑰”，將此一”影像公鑰”發佈予相關交易的相關使用者，則可供其直接辨識公鑰的身份為何，以避免線上認證或加密的單位或個人日漸增多的情況下，而錯用不同身份的公鑰，而造成對方無法開啟資料之窘境。 為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明具體之設計及其他目的，茲附以圖式詳細說明如后： [圖式簡單說明] 第一圖：係本發明第一較佳實施例之運算方塊示意圖。 第二圖：係第一圖實際應用之操作流程，其揭示第三者應用”影像公鑰”進行加密或認證。 第三圖：係本發明第二較佳實施例之運算方塊示意圖。 第四圖：係第三圖實際應用之操作流程，其揭示第三者應用”影像公鑰”進行加密或認證。 第五圖：係本發明實施第一圖的運算流程圖。 第六圖：係本發明另一實施第一圖的運算流程圖。 第七圖：係本發明應用於微軟視窗WINDOWSTM的憑證管理員的公鑰畫面。 第八圖：係習用RSA金鑰產生運算方塊圖。 第九圖：係微軟視窗WINDOWSTM的憑證管理員視窗圖。 本發明係為一種有效將公鑰配合影像表示，方便使用者直接辨別公鑰的所屬身份，藉以避免混淆相同身份或陌生身份的”影像公鑰”。 請參閱第一圖所示，係為本發明公鑰影像化的方法流程圖，其包括以下步驟：1．提供一預設影像，該預設影像係可代表個人身份的影像，如照片、印章及簽章等；2．影像編碼，由於影像為二維數值組成，故需編製為一維的整數數值N; 3．產生金鑰對(N',e)及d，將上述整數數值N'中代表每一影像點的最重要部份位元(Most Significant BITs),例如其高位元部份，代入Lenstra RSA金鑰產生運算式，求取金鑰對的公鑰N',指數e及私鑰d; 4．產生”影像公鑰”，係將上述取得的公鑰N'進行解碼，將一維數值還原為二維影像編碼,此二維影像碼便為一近似預設影像的”影像公鑰”。 由於每一影像數據之組成皆為非相同之數值，故此”影像公鑰”具有唯一性，且該影像由數據編碼而成，其一維影像即為公鑰N'，故”公鑰影像”可直接提供予相關使用者，請參閱第二圖所示，而該使用者可直接於公開資源中抓取代表對方身份的影像，如照片、印章或簽名等，該使用者可將該”影像公鑰”編碼後，即可解出一維數值的公鑰N'，進行一般的加解密運算或驗證公鑰擁有者之簽章。此外，由於影像公鑰含有擁有者之個人資訊，故一般使用者可直接辨識”影像公鑰”所屬身份為何，避免誤用的情況發生。 再者，對於較大尺寸及高解析度的影像欲進行編碼運算產生公鑰，礙於公鑰的數值限制，故於編碼成一維影像數值前，可先行以一特定壓縮/解壓縮機制，請參閱第三圖所示，於對一維數值進行解碼、編碼的步驗前、後進行資料壓縮，如使用影像壓縮機制，將影像壓縮後再編碼求得整數數值N，藉此即可於有限的數值長度下，產生較大辨識影像。請參閱第四圖所示，至於前述經壓縮後的”影像公鑰”由需進行加解密運之使用者取得後，同樣需於解碼步驟前進行一解壓程序，以取得正確一維數值的公鑰。 以上為本發明的概略流程說明，以下再以實際影像說明其執行上述方法的狀態，分別配合Lenstra RSA的金鑰產生演算法說明之，為容易說明公鑰影像化的操作流程，故僅以2＊2、8bit影像尺寸(2×2點影像，每點之灰階為256狀態)說明之，請參閱第五圖所示：將該影像依照特定列順序將影像數值取出，亦即，將二維數值影像轉換為t個一維數值(以二進位表示)，再依照欄位順序取得各像素(設一像素為b個位元資料組合而成)的高位元數值組成i個位元後，再取低位元數值j位元，其中(i+j)=b，將各像素的高位元(i個)及低位元(j個)分別排列在一起，以此構成一維整數值N(共t×b個位元)，將此一數值送入RSA之金鑰產生演算法以求得金鑰N'，使得N'的i個高位元與N的i個高位元完全相等，其中，在本方法中產生的RSA金鑰產生運算式共分以下兩種：1．共用指數e值的RSA金鑰產生運算式：當求出新的公鑰值N'後，代入尤拉函數後求取一與其互質的指數e，接著將N'的一維數值轉換為二維數值之”影像金鑰”，若定義此轉換為T，則影像公鑰則為T(N')，而當完成此一”影像公鑰”的製作時，即可發佈此一公鑰與共用的e值予交易的使用者。 2．指定指數e值的RSA金鑰產生運算式：由於上述第一種RSA金鑰產生運算式所求取的公鑰值N'中內含N的i個高位元值，但兩者間仍有部份差異，即為N'及N的j個低位元值有差異，為求具有高影像品質，當求出新的公鑰值N'後，該公鑰值N'的j個低位元值會與N的相對應位元可能會有所差異，故可定義一排列u，使得N'的j個低位元值重新排列後與N的相對應位元儘可能的相似，令N'在排列u後的值為N"，接著將N'的一維數值轉換為二維數值之”影像公鑰”，由於N"的高位元部份與N的高位元部份完全相同且其低位元部份極為相似，故”影像公鑰”與原影像極為相似，可得到高品質的影像公鑰；接著，將u代入一可逆函數f中，求出新的指數值e=f(u)，使得e與  (N')互質。在使用者獲得”影像公鑰”及e之後，首先，將”影公鑰”解碼為一維的N"，由於u為一N'與N"值之間之一相關的排列，故可利用f的逆函數f-1求出f-1(e)=u，再由u將N'還原為金鑰N'，如第六圖所示。 由上述可知，本發明係為一利用預設影像產生一近似於預設影像的”影像公鑰”，將此一”影像公鑰”提供予交易的另一使用者時，可予該使用者直接辨識該公鑰的所屬身份，方便日後公鑰管理,當需要使用該影像公鑰時，可以將該影像公鑰解碼為金鑰以進行一般的加密及驗證簽章之用。 以下為目前X. 509版的憑證格式：   上述憑證格式內用以存放公鑰相關資訊的物件為SubjectPublicKeyInfo，而其公鑰排列如下：  將本發明求取而得的影像寫入此一憑證格式後，經由特定解碼程式轉換公鑰後，即可以一影像作為此一公鑰的身份代表，如第七圖所示，即為一特定人的照片，非常容易一目瞭然地知曉該公鑰的身份。 由上述可知，本發明將影像結合於RSA公開鍵值加密法中，令公鑰可含有影像數值，並以公鑰影像化，直接提供影像公鑰予相關使用者，作為記錄公鑰的一直接且方便的標記，而有效避免誤用相同名稱或不常接觸者的公鑰作為文件加密或身份認證的問題。 因此，本發明之設計符合發明專利之要件，爰依法具文提出申請。
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| 十、申請專利範圍： | |
| 1.一種公鑰影像化之方法，其包含有下述步驟：(1).提供預設影像，該預設影像係可代表個人身份的影像；(2).影像編碼，將影像二維數值編碼為一維的整數數值；(3).產生公鑰，將上述整數數值代入RSA金鑰產生運算式，求取金鑰對的公鑰N'及指數e，使得N'與N的高位元值完全相同；(4).產生”影像公鑰”，係將上述取得的一維公鑰N'解碼為二維影像數值T(N'); (5).使用”影像公鑰”T(N')：在進行密碼運算時，可將”影像公鑰”編碼成公開金鑰N'使用。 2.如申請專利範圍第1項所述公鑰影像化之方法，於該影像編碼前再增加一資料壓縮步驟。 3.如申請專利範圍第2項所述公鑰影像化之方法，於該產生公鑰步驟中該RSA金鑰產生運算式的指數值e係為隨機取得。 4.如申請專利範圍第2項所述公鑰影像化之方法，於該產生公鑰步驟中RSA金鑰產生運算式增加一可逆函數，將公鑰整數值代入後，求得指數值e，將e代入該可逆函數之逆函數後之值係為公鑰整數與影像公鑰編碼為一維數值的關係式。 5.如申請專利範圍第2、3或4項所述公鑰影像化之方法，該資料壓縮步驟係為影像壓縮機制。 6.如申請專利範圍第1項所述公鑰影像化之方法，該個人身份的影像為個人照片。 7.如申請專利範圍第1項所述公鑰影像化之方法，該個人身份的影像為個人印章影像。 8.如申請專利範圍第1項所述公鑰影像化之方法，該個人身份的影像為個人簽名。 9.如申請專利範圍第1項所述公鑰影像化之方法，其非對稱式密碼系統或數位簽章之值為N=p×q，其中，p及q均為大質數。 |
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