專(zhuān)利名稱(chēng)：防止重放攻擊的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可防止重放攻擊的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，為保證通信的安全性，用戶(hù)終端如果需要與基站進(jìn)行通信，則兩者必須建立相同的授權(quán)密鑰上下文，即AK上下文。所述的AK上下文包括以下信息授權(quán)密鑰(AK)、授權(quán)密鑰標(biāo)識(shí)(AKID)、授權(quán)密鑰序列號(hào)(AK Sequence Number)、授權(quán)密鑰生存期(AK Lifetime)、對(duì)偶主密鑰序列號(hào)(PMK Sequence Number)、上行鏈路消息完整性保護(hù)密鑰(HMAC/CMAC_KEY_U)、上行鏈路消息防止重放攻擊包序列號(hào)(HMAC/CMAC_PN_U，簡(jiǎn)稱(chēng)PN_U)、下行鏈路消息完整性保護(hù)密鑰(HMAC/CMAC_KEY_D)、下行鏈路消息防止重放攻擊包序列號(hào)(HMAC/CMAC_PN_D，簡(jiǎn)稱(chēng)PN_D)、密鑰加密密鑰(KEK)、完整性加密密鑰(EIK)。
其中，所述的HMAC/CMAC_KEY_U、HMAC/CMAC_KEY_D是由基站根據(jù)AK、終端媒體接入控制(MAC)地址、基站標(biāo)識(shí)計(jì)算得到，分別用于對(duì)上下行鏈路消息提供完整性保護(hù)；所述的PN_U和PN_D是兩個(gè)32位計(jì)數(shù)器，在AK上下文建立時(shí)，所述的兩個(gè)計(jì)數(shù)器的值都為0，之后，每使用HMAC/CMAC_KEY_U對(duì)上行消息提供一次完整性保護(hù)，終端就把PN_U的值增加1；每使用HMAC/CMAC_KEY_D對(duì)下行消息提供一次完整性保護(hù)，基站就把PN_D的值增加1。如果PN_U或PN_D的數(shù)值空間耗盡(即這兩個(gè)值中任一個(gè)到達(dá)2^32-1)，或是AK上下文中AK生存期到期，則該AK生存期結(jié)束。為保證通信過(guò)程的不中斷，在AK生存期結(jié)束之前應(yīng)當(dāng)重新申請(qǐng)新的AK。
當(dāng)終端切換到目標(biāo)基站后，可以不進(jìn)行重鑒權(quán)操作，但是相應(yīng)的AK是需要更新的。如果終端切換到目標(biāo)基站后，AK上下文中的PN_U和PN_D重新計(jì)數(shù)，則當(dāng)終端兩次進(jìn)入同一基站時(shí)，便可能受到重放攻擊。
在現(xiàn)有技術(shù)中，為避免用戶(hù)終端發(fā)生切換后受到重放攻擊，主要采用了以下兩種實(shí)現(xiàn)解決方案。
(一)目前采用的第一種實(shí)現(xiàn)方案為AK緩存技術(shù)，即在終端和基站兩側(cè)緩存AK上下文。終端每到一個(gè)基站，便創(chuàng)建一個(gè)AK上下文，即使終端離開(kāi)該基站后也不刪除為該基站創(chuàng)建的AK上下文。同樣，在基站側(cè)，每有一個(gè)終端接入，就向鑒權(quán)器申請(qǐng)一個(gè)AK，并生成上下文，這樣，當(dāng)終端在基站之間移動(dòng)時(shí)，不同的基站使用不同的AK上下文，以避免重放攻擊。
不難看出，這種實(shí)現(xiàn)方案在終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)基站需要緩存的AK上下文數(shù)量較大時(shí)，將會(huì)給該方案的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了很大的困難。
(二)目前采用的另一種實(shí)現(xiàn)方案為上下文傳遞技術(shù)，即終端和網(wǎng)絡(luò)都只保存一個(gè)AK上下文，終端在移動(dòng)時(shí)，AK可以變化，但PN值連續(xù)使用。由于這種方法中，為使得PN值連續(xù)使用，新的基站需要從老的基站獲得當(dāng)前的PN值，這就要求兩個(gè)基站之間需要互相信任，然而，在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中很難保證兩個(gè)基站之間的相互信任。
因此，目前還沒(méi)有一種便于實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案可以有效解決用戶(hù)終端切換后可能引發(fā)的重放攻擊問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防止重放攻擊的方法及系統(tǒng)，從而可以采用較為簡(jiǎn)便地手段在無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中有效防止重放攻擊問(wèn)題的出現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種防止重放攻擊的方法，包括A、在信息發(fā)送端，根據(jù)包括當(dāng)前密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的算法生成認(rèn)證碼，并將所述的認(rèn)證碼與待發(fā)送的消息一起發(fā)送給接收端；B、接收端接收到所述的消息后，根據(jù)收到的幀號(hào)和密鑰并采用所述預(yù)定算法生成校驗(yàn)認(rèn)證碼；C、在接收端，利用校驗(yàn)認(rèn)證碼對(duì)收到的認(rèn)證碼進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確定發(fā)送端的合法性。
所述的參考信息還包括時(shí)間參數(shù)，所述的時(shí)間參數(shù)信息將發(fā)送給信息接收端用于信息接收端識(shí)別該信息是否為當(dāng)前幀號(hào)循環(huán)周期內(nèi)的合法消息。
所述的時(shí)間參數(shù)包括安全上下文已經(jīng)存在的時(shí)間，或者，安全上下文生命周期的剩余時(shí)間，或者，當(dāng)前時(shí)間信息，或者，根據(jù)安全上下文已經(jīng)存在的時(shí)間或當(dāng)前的時(shí)間信息或安全上下文生命周期的剩余時(shí)間確定的時(shí)間信息。
所述的安全上下文已經(jīng)存在的時(shí)間是由最近一次成功認(rèn)證至當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間信息。
所述的時(shí)間參數(shù)信息在網(wǎng)絡(luò)側(cè)由鑒權(quán)器維護(hù)，基站從鑒權(quán)器獲取所述的時(shí)間參數(shù)信息。
所述的步驟C還包括判斷收到的信息發(fā)送端發(fā)來(lái)的時(shí)間參數(shù)與本地維護(hù)的時(shí)間參數(shù)是否一致或者兩者之間的差值是否小于預(yù)定的數(shù)值，若是且認(rèn)證碼正確，則確認(rèn)信息發(fā)送端合法，否則，確認(rèn)信息發(fā)送端非法。
所述的信息發(fā)送端為用戶(hù)終端或基站，與信息發(fā)送端對(duì)應(yīng)的信息接收端為基站或用戶(hù)終端。
本發(fā)明中，當(dāng)信息發(fā)送端為用戶(hù)終端時(shí)，所述的密鑰為上行鏈路消息完整性保護(hù)密鑰，當(dāng)信息發(fā)送端為基站時(shí)，所述的密鑰為下行鏈路消息完整性保護(hù)密鑰。
本發(fā)明還提供了一種防止重放攻擊的發(fā)送裝置，包括參考信息獲取單元，設(shè)置于信息發(fā)送端，用于當(dāng)需要發(fā)送信息時(shí)獲取包括密鑰和幀號(hào)的參考信息，并提供給認(rèn)證碼計(jì)算單元；認(rèn)證碼計(jì)算單元，設(shè)置于信息發(fā)送端，用于根據(jù)所述包括密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的算法計(jì)算生成認(rèn)證碼，并提供給消息發(fā)送單元；消息發(fā)送單元，設(shè)置于信息發(fā)送端，用于將所述的認(rèn)證碼隨消息一起發(fā)送。
所述的參考信息獲取單元還包括時(shí)間參數(shù)獲取單元，用于獲取信息發(fā)送端維護(hù)的時(shí)間參數(shù)信息，并作為參考信息提供給認(rèn)證碼計(jì)算單元和消息發(fā)送單元。
所述的信息發(fā)送端為用戶(hù)終端或基站。
本發(fā)明還提供了一種防止重放攻擊的接收裝置，包括認(rèn)證碼計(jì)算單元，設(shè)置于信息接收端，用于根據(jù)收到的消息對(duì)應(yīng)的包括密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的與發(fā)送端相同算法計(jì)算生成認(rèn)證碼，并提供給合法性判斷單元；消息接收單元，設(shè)置于信息接收端，用于接收消息，并將該消息對(duì)應(yīng)的包括密鑰和幀號(hào)的參考信息提供給認(rèn)證計(jì)算單元，將消息中的認(rèn)證碼提供給合法性判斷單元；合法性判斷單元，設(shè)置于信息接收端，用于根據(jù)消息中的認(rèn)證碼和計(jì)算獲得認(rèn)證碼的一致性判斷信息發(fā)送端的合法性。
所述的合法性判斷單元還包括時(shí)間參數(shù)判斷單元，用于根據(jù)消息接收單元接收的時(shí)間參考信息與本地維護(hù)的時(shí)間參數(shù)信息的一致性判斷信息發(fā)送端的合法性。
所述的信息接收端為用戶(hù)終端或基站。
本發(fā)明還提供了一種防止重放攻擊的系統(tǒng)，包括防止重放攻擊的信息發(fā)送裝置，用于向信息接收裝置發(fā)送包含認(rèn)證碼，或包含認(rèn)證碼和時(shí)間參數(shù)信息的信息；防止重放攻擊的信息接收裝置，用于接收防止重放攻擊的信息發(fā)送裝置發(fā)來(lái)的認(rèn)證碼信息，或者，認(rèn)證碼信息和時(shí)間參數(shù)信息，并根據(jù)所述信息判斷信息發(fā)送端的合法性。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明由于采用了基于幀號(hào)獲得消息傳輸過(guò)程中需要的認(rèn)證碼信息，因此，本發(fā)明提供的在無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中防止重放攻擊的實(shí)現(xiàn)方案中，不需要終端和網(wǎng)絡(luò)各自維護(hù)PN值，仍然可以保證在用戶(hù)終端切換到目標(biāo)基站后，能夠有效避免重放攻擊問(wèn)題的出現(xiàn)。
另外，本發(fā)明在基于幀號(hào)的基礎(chǔ)上還考慮了時(shí)間參數(shù)信息的引入，從而可以進(jìn)一步確保當(dāng)幀號(hào)的使用超過(guò)一個(gè)循環(huán)周期后，仍可以保證不會(huì)受到重放攻擊。


圖1為本發(fā)明所述的方法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程示意圖一；圖2為本發(fā)明所述的方法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程示意圖二；圖3為本發(fā)明所述的系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，通信的一方在生成一個(gè)需要發(fā)送給對(duì)端的消息時(shí)，同時(shí)還生成一個(gè)認(rèn)證碼，所述的認(rèn)證碼需要隨著消息一起傳給對(duì)端。即在空口傳遞的信息內(nèi)容包括消息和認(rèn)證元組，其中，所述的認(rèn)證元組包括認(rèn)證碼和其它參數(shù)。所述的消息認(rèn)證碼包括上行消息認(rèn)證碼和下行消息認(rèn)證碼，獲得兩個(gè)認(rèn)證碼的具體方式如下上行消息認(rèn)證碼＝f(上行消息完整性保護(hù)密鑰，其它參數(shù))；下行消息認(rèn)證碼＝f(下行消息完整性保護(hù)密鑰，其它參數(shù))；其中，f為一種運(yùn)算方式，即將密鑰和其他參數(shù)采用f算法便可以獲得相應(yīng)的認(rèn)證碼信息。
認(rèn)證碼用于在消息的接收端識(shí)別消息的來(lái)源是否合法，即發(fā)送消息的用戶(hù)身份是否合法，基于此，本發(fā)明便通過(guò)對(duì)認(rèn)證碼的獲得方式的改進(jìn)避免可能引發(fā)的重發(fā)攻擊問(wèn)題。
在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，一個(gè)消息必須承載在某一個(gè)或幾個(gè)特定的幀上，而每個(gè)幀都有幀號(hào)。而攻擊者即使截獲了某個(gè)消息，也不可能在同一幀里就重放該幀，因此，可以利用幀號(hào)來(lái)保護(hù)消息。
這樣，本發(fā)明便可以利用幀號(hào)獲得認(rèn)證碼信息，即當(dāng)通信的發(fā)送方在向?qū)Χ税l(fā)送一個(gè)消息時(shí)，同時(shí)還發(fā)送一個(gè)認(rèn)證元組，所述的認(rèn)證元組中至少包含一個(gè)認(rèn)證碼，所述的認(rèn)證碼是利用密鑰和幀號(hào)采用預(yù)定的函數(shù)運(yùn)算方式計(jì)算獲得，在運(yùn)算過(guò)程中還可以在密鑰和幀號(hào)的基礎(chǔ)上再利用其他參數(shù)信息，如消息體等；從而使得接收方能夠根據(jù)認(rèn)證元組包含的信息識(shí)別該消息的有效性，避免重放攻擊。
在所述的認(rèn)證元組中，還可以包含一個(gè)時(shí)間參數(shù)，所述的時(shí)間參數(shù)可以為安全上下文已經(jīng)存在的時(shí)間，即最近一次成功認(rèn)證至今的時(shí)間長(zhǎng)；所述的時(shí)間參數(shù)也可以為其他信息，例如，安全上下文生命周期的剩余時(shí)間，或者，當(dāng)前的絕對(duì)時(shí)間信息，或者，基于密鑰對(duì)應(yīng)的上下文已經(jīng)存在的時(shí)間信息或安全上下文生命周期的剩余時(shí)間或當(dāng)前的絕對(duì)時(shí)間信息確定的時(shí)間信息，等等。
而且，本發(fā)明中，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)所述的時(shí)間參數(shù)信息可以由鑒權(quán)器維護(hù)，并在基站需要時(shí)傳給基站。
當(dāng)認(rèn)證元組中包含所述時(shí)間參數(shù)信息時(shí)，則所述的認(rèn)證碼的計(jì)算函數(shù)中也需要考慮該時(shí)間參數(shù)信息。
當(dāng)接收方收到包含時(shí)間參數(shù)的消息后，如果消息中的時(shí)間參數(shù)和本地的時(shí)間參數(shù)的誤差大于預(yù)定的值，便可以認(rèn)為該消息無(wú)效，否則，認(rèn)為該消息為有效消息，并可以繼續(xù)后續(xù)的消息處理過(guò)程。
為便于對(duì)本發(fā)明有進(jìn)一步的理解，下面將結(jié)合一個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例對(duì)本發(fā)明提供的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明具體包括以下處理步驟步驟11在生成待發(fā)送消息的同時(shí)，根據(jù)待發(fā)送消息的幀號(hào)和密鑰信息生成認(rèn)證碼信息；也就是說(shuō)，在通信過(guò)程中的消息發(fā)送端，當(dāng)生成一個(gè)需要發(fā)送給對(duì)端的消息時(shí)，還需要根據(jù)幀號(hào)生成一個(gè)認(rèn)證碼，而且，所述的認(rèn)證碼需要與消息一起傳送給對(duì)端；具體一點(diǎn)講，所述的認(rèn)證碼是使用之前已經(jīng)獲得的密鑰對(duì)消息進(jìn)行完整性保護(hù)處理，即令認(rèn)證碼＝f1(密鑰，幀號(hào)等)，f1代表一種運(yùn)算方法，將密鑰、幀號(hào)等信息經(jīng)過(guò)f1代表的運(yùn)算方法進(jìn)行運(yùn)算處理后便可以獲得需要的認(rèn)證碼，計(jì)算過(guò)程中還可以引入其他參數(shù)信息，如消息體信息等；步驟12將所述的認(rèn)證碼與消息一起發(fā)送給消息接收端；即在空口傳遞的內(nèi)容包括消息、認(rèn)證元組，其中，所述的認(rèn)證元組包括步驟11中計(jì)算獲得的認(rèn)證碼，在所述的認(rèn)證元組中除認(rèn)證碼外還可以包括其他參數(shù)。
步驟13接收端接收發(fā)送端發(fā)來(lái)的信息后，根據(jù)收到信息的幀號(hào)采用同樣的算法，即仍參照步驟11采用所述f1算法根據(jù)相同的密鑰和幀號(hào)等信息計(jì)算獲得認(rèn)證碼信息；步驟14判斷發(fā)送端發(fā)來(lái)的認(rèn)證碼與本地計(jì)算獲得的認(rèn)證碼是否一致，如果一致，則確定發(fā)送端的身份合法，否則，確定發(fā)送端身份不合法，從而可以有效避免重放攻擊問(wèn)題的出現(xiàn)。
在一些無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，可能出現(xiàn)幀號(hào)的周期小于密鑰的生命周期的情況，此時(shí)，當(dāng)幀號(hào)循環(huán)一圈之后，即便采用上述方案，重方攻擊問(wèn)題仍然可能出現(xiàn)。為此，本發(fā)明還提供了另外一種具體實(shí)現(xiàn)方案，如圖2所示，本發(fā)明提供的另一種具體實(shí)現(xiàn)方案包括以下處理過(guò)程步驟21在生成待發(fā)送消息的同時(shí)，根據(jù)待發(fā)送消息的幀號(hào)、密鑰信息和時(shí)間參數(shù)信息生成認(rèn)證碼信息；所述的時(shí)間參數(shù)信息用于作為信息接收端識(shí)別該信息是否為當(dāng)前幀號(hào)循環(huán)周期內(nèi)的合法消息的依據(jù)；且所述的時(shí)間參數(shù)表示密鑰對(duì)應(yīng)的上下文已經(jīng)存在的時(shí)間，或者，安全上下文生命周期的剩余時(shí)間，或者，也可以表示發(fā)送消息端當(dāng)前的絕對(duì)時(shí)間信息，或者，基于密鑰對(duì)應(yīng)的上下文已經(jīng)存在的時(shí)間信息或安全上下文生命周期的剩余時(shí)間或當(dāng)前的絕對(duì)時(shí)間信息確定的時(shí)間信息，等等；所述的時(shí)間參數(shù)可以使用多種計(jì)量單位，例如，以秒、半個(gè)幀號(hào)循環(huán)周期等作為計(jì)量單位，只要所述的時(shí)間參的計(jì)量單位小于幀號(hào)循環(huán)周期即可；所述的時(shí)間參數(shù)作為安全上下文的一部分，需要在MS和網(wǎng)絡(luò)側(cè)各自維護(hù)；其中，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，可以由鑒權(quán)器維護(hù)所述的時(shí)間參數(shù)信息，并在基站需要時(shí)傳給基站使用；所述的認(rèn)證碼具體是使用之前已經(jīng)獲得的密鑰對(duì)消息進(jìn)行完整性保護(hù)處理，即令認(rèn)證碼＝f2(密鑰，幀號(hào)，時(shí)間參數(shù)等)，f2代表一種運(yùn)算方法，將密鑰、幀號(hào)和時(shí)間參數(shù)等信息經(jīng)過(guò)f2代表的運(yùn)算方法進(jìn)行運(yùn)算處理后便可以獲得需要的認(rèn)證碼，計(jì)算過(guò)程中還可以引入其他參數(shù)信息；步驟22將所述的認(rèn)證碼及時(shí)間參數(shù)與消息一起發(fā)送給消息接收端；即在空口傳遞的內(nèi)容包括消息、認(rèn)證元組，其中，所述的認(rèn)證元組包括步驟21中計(jì)算獲得的認(rèn)證碼和時(shí)間參數(shù)，在所述的認(rèn)證元組中除認(rèn)證碼外還可以包括其他參數(shù)；在該步驟中，所述的時(shí)間參數(shù)以明文的形式和消息一起傳給對(duì)端，作為獲得認(rèn)證碼的一個(gè)參數(shù)；步驟23接收端接收發(fā)送端發(fā)來(lái)的信息后，根據(jù)收到信息的幀號(hào)及所述的時(shí)間參數(shù)采用同樣的算法，即仍參照步驟21采用所述f2算法根據(jù)相同的密鑰、幀號(hào)和時(shí)間參數(shù)等信息計(jì)算獲得認(rèn)證碼信息；步驟24判斷發(fā)送端發(fā)來(lái)的認(rèn)證碼與本地計(jì)算獲得的認(rèn)證碼是否一致，同時(shí)，還需要判斷收到的時(shí)間參數(shù)與本地對(duì)應(yīng)的時(shí)間參數(shù)信息是否一致，如果均一致，則確定發(fā)送端的身份合法，否則，確定發(fā)送端身份不合法，從而可以有效避免重放攻擊問(wèn)題的出現(xiàn)；在進(jìn)行時(shí)間參數(shù)信息的一致性判斷過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)和終端對(duì)于所述的時(shí)間參數(shù)不需要嚴(yán)格一致，只要誤差值遠(yuǎn)小于幀號(hào)的周期便可以認(rèn)為一致。
本發(fā)明還提供了一種防止重放攻擊的系統(tǒng)，包括防止重放攻擊的信息發(fā)送裝置和防止重放攻擊的信息接收裝置，具體如下防止重放攻擊的信息發(fā)送裝置，設(shè)置于信息發(fā)送端，用于向信息接收裝置發(fā)送包含認(rèn)證碼，或包含認(rèn)證碼和時(shí)間參數(shù)信息的信息，所述的信息發(fā)送端為用戶(hù)終端或基站。
防止重放攻擊的信息接收裝置，設(shè)備于信息接收端，用于接收防止重放攻擊的信息發(fā)送裝置發(fā)來(lái)的認(rèn)證碼信息，或者，認(rèn)證碼信息和時(shí)間參數(shù)信息，并根據(jù)所述信息判斷信息發(fā)送端的合法性，與信息發(fā)送端對(duì)應(yīng)，所述的信息接收端為基站或用戶(hù)終端。
所述的系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
如圖3所示，其中所述的防止重放攻擊的發(fā)送裝置，具體包括以下處理單元(1)參考信息獲取單元用于當(dāng)需要發(fā)送信息時(shí)獲取包括密鑰和幀號(hào)的參考信息，并提供給認(rèn)證碼計(jì)算單元；所述的參考信息獲取單元還包括時(shí)間參數(shù)獲取單元，用于獲取信息發(fā)送端維護(hù)的時(shí)間參數(shù)信息，并作為參考信息提供給認(rèn)證碼計(jì)算單元和消息發(fā)送單元。
(2)認(rèn)證碼計(jì)算單元用于根據(jù)所述包括密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的算法計(jì)算生成認(rèn)證碼，并提供給消息發(fā)送單元；其中，所述的密鑰包括上行鏈路完整性保護(hù)密鑰和下行鏈路完整性保護(hù)密鑰；(3)消息發(fā)送單元用于將所述的認(rèn)證碼隨消息一起發(fā)送。
所述的防止重放攻擊的接收裝置，具體包括以下處理單元(1)認(rèn)證碼計(jì)算單元用于根據(jù)收到的消息對(duì)應(yīng)的包括密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的與發(fā)送端相同算法計(jì)算生成認(rèn)證碼，并提供給合法性判斷單元；(2)消息接收單元用于接收消息，并將該消息對(duì)應(yīng)的包括密鑰和幀號(hào)的參考信息提供給認(rèn)證計(jì)算單元，將消息中的認(rèn)證碼提供給合法性判斷單元；(3)合法性判斷單元用于根據(jù)消息中的認(rèn)證碼和計(jì)算獲得認(rèn)證碼的一致性判斷信息發(fā)送端的合法性，所述的合法性判斷單元還包括時(shí)間參數(shù)判斷單元，用于根據(jù)消息接收單元接收的時(shí)間參考信息與本地維護(hù)的時(shí)間參數(shù)信息的一致性判斷信息發(fā)送端的合法性。
綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案徹底解決了無(wú)線(xiàn)接口可能出現(xiàn)的重放攻擊問(wèn)題，而且在該方案中不需要在基站之間傳遞安全上下文，使得防止重放攻擊的實(shí)現(xiàn)方案易于實(shí)現(xiàn)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種防止重放攻擊的方法，其特征在于，包括A、在信息發(fā)送端，根據(jù)包括當(dāng)前密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的算法生成認(rèn)證碼，并將所述的認(rèn)證碼與待發(fā)送的消息一起發(fā)送給接收端；B、接收端接收到所述的消息后，根據(jù)收到的幀號(hào)和密鑰并采用所述預(yù)定算法生成校驗(yàn)認(rèn)證碼；C、在接收端，利用校驗(yàn)認(rèn)證碼對(duì)收到的認(rèn)證碼進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確定發(fā)送端的合法性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的參考信息還包括時(shí)間參數(shù)，所述的時(shí)間參數(shù)信息將發(fā)送給信息接收端用于信息接收端識(shí)別該信息是否為當(dāng)前幀號(hào)循環(huán)周期內(nèi)的合法消息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的時(shí)間參數(shù)包括安全上下文已經(jīng)存在的時(shí)間，或者，安全上下文生命周期的剩余時(shí)間，或者，當(dāng)前時(shí)間信息，或者，根據(jù)安全上下文已經(jīng)存在的時(shí)間或當(dāng)前的時(shí)間信息或安全上下文生命周期的剩余時(shí)間確定的時(shí)間信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的安全上下文已經(jīng)存在的時(shí)間是由最近一次成功認(rèn)證至當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的時(shí)間參數(shù)信息在網(wǎng)絡(luò)側(cè)由鑒權(quán)器維護(hù)，基站從鑒權(quán)器獲取所述的時(shí)間參數(shù)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的步驟C還包括判斷收到的信息發(fā)送端發(fā)來(lái)的時(shí)間參數(shù)與本地維護(hù)的時(shí)間參數(shù)是否一致或者兩者之間的差值是否小于預(yù)定的數(shù)值，若是且認(rèn)證碼正確，則確認(rèn)信息發(fā)送端合法，否則，確認(rèn)信息發(fā)送端非法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的信息發(fā)送端為用戶(hù)終端或基站，與信息發(fā)送端對(duì)應(yīng)的信息接收端為基站或用戶(hù)終端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)信息發(fā)送端為用戶(hù)終端時(shí)，所述的密鑰為上行鏈路消息完整性保護(hù)密鑰，當(dāng)信息發(fā)送端為基站時(shí)，所述的密鑰為下行鏈路消息完整性保護(hù)密鑰。
9.一種防止重放攻擊的發(fā)送裝置，其特征在于，包括參考信息獲取單元，設(shè)置于信息發(fā)送端，用于當(dāng)需要發(fā)送信息時(shí)獲取包括密鑰和幀號(hào)的參考信息，并提供給認(rèn)證碼計(jì)算單元；認(rèn)證碼計(jì)算單元，設(shè)置于信息發(fā)送端，用于根據(jù)所述包括密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的算法計(jì)算生成認(rèn)證碼，并提供給消息發(fā)送單元；消息發(fā)送單元，設(shè)置于信息發(fā)送端，用于將所述的認(rèn)證碼隨消息一起發(fā)送。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的參考信息獲取單元還包括時(shí)間參數(shù)獲取單元，用于獲取信息發(fā)送端維護(hù)的時(shí)間參數(shù)信息，并作為參考信息提供給認(rèn)證碼計(jì)算單元和消息發(fā)送單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述的信息發(fā)送端為用戶(hù)終端或基站。
12.一種防止重放攻擊的接收裝置，其特征在于，包括認(rèn)證碼計(jì)算單元，設(shè)置于信息接收端，用于根據(jù)收到的消息對(duì)應(yīng)的包括密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的與發(fā)送端相同算法計(jì)算生成認(rèn)證碼，并提供給合法性判斷單元；消息接收單元，設(shè)置于信息接收端，用于接收消息，并將該消息對(duì)應(yīng)的包括密鑰和幀號(hào)的參考信息提供給認(rèn)證計(jì)算單元，將消息中的認(rèn)證碼提供給合法性判斷單元；合法性判斷單元，設(shè)置于信息接收端，用于根據(jù)消息中的認(rèn)證碼和計(jì)算獲得認(rèn)證碼的一致性判斷信息發(fā)送端的合法性。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的合法性判斷單元還包括時(shí)間參數(shù)判斷單元，用于根據(jù)消息接收單元接收的時(shí)間參考信息與本地維護(hù)的時(shí)間參數(shù)信息的一致性判斷信息發(fā)送端的合法性。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述的信息接收端為用戶(hù)終端或基站。
15.一種防止重放攻擊的系統(tǒng)，其特征在于，包括防止重放攻擊的信息發(fā)送裝置，用于向信息接收裝置發(fā)送包含認(rèn)證碼，或包含認(rèn)證碼和時(shí)間參數(shù)信息的信息；防止重放攻擊的信息接收裝置，用于接收防止重放攻擊的信息發(fā)送裝置發(fā)來(lái)的認(rèn)證碼信息，或者，認(rèn)證碼信息和時(shí)間參數(shù)信息，并根據(jù)所述信息判斷信息發(fā)送端的合法性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止重放攻擊的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明主要包括在信息發(fā)送端，根據(jù)包括密鑰和幀號(hào)的參考信息采用預(yù)定的算法生成認(rèn)證碼，并將所述的認(rèn)證碼與待發(fā)送的消息一起發(fā)送給接收端；在接收端，根據(jù)收到的幀號(hào)和密鑰并采用所述預(yù)定算法生成校驗(yàn)認(rèn)證碼，并利用校驗(yàn)認(rèn)證碼對(duì)收到的認(rèn)證碼進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確定發(fā)送端的合法性。因此，本發(fā)明提供的在無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中防止重放攻擊的實(shí)現(xiàn)方案中，不需要終端和網(wǎng)絡(luò)各自維護(hù)PN值，但在用戶(hù)終端切換到目標(biāo)基站后，仍然可以有效避免重放攻擊問(wèn)題的出現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04Q7/38GK101060405SQ20061007622
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者林志斌, 單長(zhǎng)虹 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司