輕量級密鑰

輕量級密鑰具有兩個特徵：一是密鑰數據短，二是認證不依賴中心，認證效率簡單、高效。IPK（即：Identity Public Key）標識公鑰就是一種輕量級密鑰體系。IPK與PKI體系都屬於公鑰體制，其核心技術是一致的，都是數字簽名與密鑰交換（協商），所達到的目標也基本一致。但相比PKI體系而言，IPK不需要使用第三方證書，而是將設備標識作為公鑰來實現安全認證，相比傳統的PKI體系而言，IPK標識體系密鑰的管理更簡單，高效，實現物聯網安全防禦更加靈活、方便。

隨著人工智慧、大數據、工業網際網路等新型技術和套用興起，越來越多的套用不再基於人本身，而更多的是集中在各種物（或系統）上。在新型技術套用下，人逐步退到後台，更多的是去實現對物或系統的控制。由於套用不同，需求變得也越來越複雜。

在由各種智慧型終端組成的行業物聯網套用中，在短數據、低成本套用場景中，需要窄帶通信；在大數據、低時延套用場景中，需要5g通信；在邊緣計算套用中，需要低功耗計算；在智慧型製造中，更需要提升安全套用的效率；這些需求的核心是不能讓安全的加入影響到套用本身，必須實現安全效率的提升來滿足套用需求。

輕量級密鑰基於標識本身，密鑰的生產、管理與簽發相對簡單，安全套用無須與密鑰系統相連線，實現了去中心化的點對點認證。同時，輕量級密鑰體系的去中心化特性與區塊鏈套用形成最佳匹配，大大提升區塊鏈套用的安全效率。

基本介紹

• 中文名：輕量級密鑰
• 外文名：Identity Public Key
• 所屬學科：信息安全

技術實現特點

IPK是一種非對稱的公鑰密碼體系，它將物聯網體系中的標識作為演算並分發公/私鑰的因子，公鑰和私鑰完全通過公/私鑰因子計算產生，IPK是一種安全自證體系，實現了標識與密鑰的關聯，解決了公鑰體制下的公鑰分發和公鑰真實性證明的問題。IPK解決了PKI證書體系無法適合大規模物聯網套用的難題。IPK具有無需第三方參與認證、低功耗、對網路頻寬要求低、與CA體系兼容等優點，對於物聯網安全接入與安全防禦更加靈活、有效。IPK與PKI（Public Key Infrastructure）都屬於非對稱的公鑰加密體系，其套用協定完全通用，兩種技術可實現相互融合、無縫對接。但IPK認證無須第三方證書參與，而是通過標識直接完成兩點間的認證與授權。

技術性能對比

物聯網套用的發展，物與物之間的認證要求使得傳統的PKI證書認證技術在物聯網套用的不足逐步顯現出來，IPK簽名短，存儲和傳輸占用資源少，更適合於物聯網套用的窄帶框通信。IPK所需的存儲資源僅為PKI的1/10，更適合於邊緣計算終端。在物聯網套用中，IPK輕量級密鑰技術相比傳統的PKI技術，具有更加明顯的套用優勢，可實現去中心化的、高效離線認證，為物聯網終端的安全提供最佳體驗。如表2：PKI、IPK、SM9技術性能對比。

PKI與IPK性能對比說明

套用功能特點

安全性高：PKI是採用單一根密鑰的安全體制，IPK是以種子密鑰為架構的多種算法的組合，更適用於物聯網，能更有效地抵禦雲計算和量子計算的攻擊。

兼容性強：IPK兼容PKI等主流安全套用，在不影響原有業務安全機制的基礎上，IPK可融合原有業務安全機制，更好地滿足工業網際網路套用的安全建設與防禦。

容災性強：IPK認證過程不需要中心證書(公鑰)庫的支持，這樣不僅有利於提高效率，減少資源消耗，而且不會因為由於中心繫統的故障和意外災害等導致系統的癱瘓，非常適合工業物聯網行業尤其是重要的行業套用場景。

自主可控：IPK輕量級密鑰技術國產自主可控，國密算法支撐，企業可不依賴第三方，自主控制密鑰，實現工業物聯網進程中的主動安全防禦機制。

適用性強：IPK技術對密鑰的管理分發非常高效，易用性強，部署簡單，完全滿足工業企業在智慧型化升級過程中的工業控制、終端認證、數據傳輸等核心安全機制要求。