硬件密码组件与软件密码组件的比较研究

硬件密码组件与软件密码组件的比较研究

硬件密码组件与软件密码组件的比较研究
摘要：密码技术是解决信息安全问题的核心技术。密码技术的运用可以基于软件密码组
件或硬件密码组件。硬件密码组件在自身安全性和实现安全功能方面比软件密码组件更
具优势。本文论述硬件密码组件的数学模型、系统结构、硬件结构，并比较硬件密码组
件与软件密码组件的优劣。
    关键词：密码 硬件密码组件 软件密码组件
引 言
1 硬件密码组件的概念
　　密码技术是解决信息安全问题的核心技术。要实现信息的保密性、完整性、可控性
和不可否认性等安全要求，都离不开密码技术的运用。在具体的信息安全系统中，密码
技术的运用可以基于软件密码组件(简称为SCM)或硬件密码组件(简称为HCM)来实现。HC
M从本质上来说是一个包含某些敏感信息，能自主完成特定功能的黑盒子；外界不能访问
其中的敏感信息，亦不能干予其中正在执行或即将执行的运算任务。黑盒子可以通过严
格定义的接口和外界进行交互，接口在黑盒子的完全控制之下。任何企图通过物理手段
探测黑盒子内部的行为都将导致其中敏感信息的完全清除。
　　 从抽象角度，可以用如下方式描述HCM。
符号和定义：
X——敏感信息，其明文不能以任何形式出现在HCM之外；
E(X)——敏感信息X的秘文；
Fi(X，Y)——HCM用其保存的敏感信息X和外界输入的信息Y完成某项功能，如签名、加
密和解密等其它特定功能。HCM的N项功能可以用集合{ Fi(X，Y)|1≤i≤N }表示。
Ui——某个HCM的用户，其全部M个用户可以用集合{ Ui |1≤i≤M }表示。
Zij——表示用户Ui对HCM的功能Fj(X，Y)的权限信息。Zij=0表示用户没有权限，Zij=
1表示用户拥有权限。
则HCM可用一个五元函数G(E(X)，Y，Fj，Ui，Zij)表示，其定义如下：
　　从应用角度来看，HC