專利名稱：一種wapi單播密鑰協(xié)商方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線局域網(wǎng)密鑰管理方法，尤其是一種WAPI單播密鑰 協(xié)商方法。
技術(shù)背景為了解決無線局域網(wǎng)WLAN(Wireless Local Area Network)國際標準 ISO/IEC 8802-11中定義的WEP(Wired Equivalent Privacy)安全機制存在的安全漏洞，我國頒布了無線局域網(wǎng)國家標準及其第l號修改單，采用無線局域 網(wǎng)認證與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WAPI(WLAN Authentication and Privacy Infrastructure) 替代WEP，解決無線局域網(wǎng)的安全問題。WAPI利用證書或預(yù)共享密鑰認證及密鑰管理協(xié)議實現(xiàn)認證與密鑰分發(fā) 功能。該安全機制較好地解決了 WLAN的安全問題，但由于這種機制在設(shè)計 時更多考慮了安全性，而沒有過多考慮協(xié)議的可用性，因此其單播密鑰協(xié)商 協(xié)議存在可能遭受DoS攻擊的問題。這是由于WAPI單播密鑰協(xié)商協(xié)議的單 播密鑰協(xié)商請求分組未采取保護措施，裸露的單播密鑰協(xié)商請求分組可被攻 擊者利用。對于鑒別器實體AE (Authenticator Entity),最多與每個鑒別請求者實體 ASUE(Authentication Supplicant Entity)存在一個握手，并具有超時重發(fā)功能， 但鑒別請求者實體ASUE卻不能采用同樣的策略。若鑒別請求者實體ASUE配置成完全狀態(tài)的，即僅期望某個特定消息的應(yīng)答，現(xiàn)考慮鑒別請求者實體 ASUE接收到單播密鑰協(xié)商請求分組并發(fā)出單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組這種情 況，若單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組由于各種原因丟失了，鑒別器實體AE將得不到 期望的單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組，因此鑒別器實體AE超時之后會重傳單播密鑰
協(xié)商請求分組，但由于鑒別請求者實體ASUE僅期望收到單播密鑰協(xié)商確認 分組，則會丟棄該重傳的單播密鑰協(xié)商請求分組，引起協(xié)議失敗，則攻擊者 利用這一點可以搶先在合法單播密鑰協(xié)商請求分組之前發(fā)送偽造的單播密鑰 協(xié)商請求分組，造成鑒別請求者實體ASUE阻塞協(xié)議。因此在握手過程中， 鑒別請求者實體ASUE必須允許接受多個單播密鑰協(xié)商請求分組以保證協(xié)議 能夠繼續(xù)，即鑒別請求者實體ASUE必須允許多個握手實例同時運行。協(xié)議阻塞攻擊是由于單播密鑰協(xié)商請求分組的薄弱性造成的，為回避此 問題，在協(xié)議實施時，鑒別請求者實體ASUE可存儲多個單播會話密鑰 USK(Unicast Session Key)， 一個為合法的單播會話密鑰，其余為臨時的單播 會話密鑰。收到單播密鑰協(xié)商請求分組時僅更新臨時的單播會話密鑰，只有 收到帶有有效消息完整性碼MIC (Message Integrity Code)的單播密鑰協(xié)商 確認分組時才更新合法的單播會話密鑰。若攻擊者發(fā)送多個攜帶不同Nonce 的單播密鑰協(xié)商請求分組，為了確保不阻塞合法鑒別器實體AE的協(xié)議執(zhí)行， 鑒別請求者實體ASUE必須采用相當大的存儲空間來存儲所有收到的單播密 鑰協(xié)商請求分組中的Nonce、本地新產(chǎn)生的Nonce及對應(yīng)的臨時的單播會話 密鑰，直到它完成握手并得到一個合法的單播會話密鑰。單播會話密鑰的計 算雖然花費不大，不會造成CPU耗盡攻擊，但攻擊者若有意提高偽造單播密 鑰協(xié)商請求分組的發(fā)送頻率，則存在存儲耗盡的危險。這種偽造攻擊易于實 施，造成的危害也比較嚴重， 一次成功的攻擊將使得先期的對認證過程的種 種努力化為泡影。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，而提供一種可防止DoS 攻擊的WAPI單播密鑰協(xié)商方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明為一種WAPI單播密鑰協(xié)商方法，其特殊之處在于該方法包括以下步驟1) 鑒別器實體AE在單播密鑰協(xié)商請求分組原有定義的內(nèi)容上，添加消 息完整性碼MIC，構(gòu)成新的單播密鑰協(xié)商請求分組后，發(fā)送給鑒別請求者實 體ASUE;
2) 當鑒別請求者實體ASUE收到新的單播密鑰協(xié)商請求分組后，進行 驗證，驗證其中的MIC是否正確，若不正確，則直接丟棄該分組；正確則進 行原有驗證，若驗證成功，則向鑒別器實體AE回應(yīng)單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組；
3) 當鑒別器實體AE收到單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組后，進行原有驗證，若 驗證成功，則向鑒別請求者實體ASUE回應(yīng)單播密鑰協(xié)商確認分組；
4) 當鑒別請求者實體ASUE收到單播密鑰協(xié)商確認分組后，進行原有 驗證，若驗證成功，則鑒別器實體AE和鑒別請求者實體ASUE之間成功完 成單播密鑰協(xié)商過程，協(xié)商出一致的單播會話密鑰USK。
上述步驟1 )中消息完整性碼MIC為鑒別器實體AE利用已協(xié)商的基密 鑰BK對MIC字段之前的所有字段計算的雜湊值。
上述單播密鑰協(xié)商請求分組原有定義的內(nèi)容、單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組和 單播密鑰協(xié)商確認分組的內(nèi)容分別與GB 15629.11-2003/XGl-2006標準文本 中的定義相同。
上述原有驗證均為GB 15629.11-2003/XGl-2006標準文本中的驗證過程。 本發(fā)明通過在原有的WAPI單播密鑰協(xié)商協(xié)議的單播密鑰協(xié)商請求分組
的基礎(chǔ)上添加消息完整性碼MIC，防止攻擊者對單播密鑰協(xié)商請求分組的偽
造，以增強協(xié)議的安全性和健壯性，解決了目前WAPI安全機制中單播密鑰
協(xié)商協(xié)議存在的DoS攻擊問題。
具體實施例方式
本發(fā)明適用于WAPI框架方法(基于三元對等鑒別的訪問控制方法 TePA-AC(Access Control method based on Tri-element Peer Authentication))在
無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)等具體網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時的安全協(xié)議。
本發(fā)明的具體方法如下
1) 鑒別器實體AE在單播密鑰協(xié)商請求分組原有定義的內(nèi)容上，添加消
息完整性碼MIC，構(gòu)成新的單播密鑰協(xié)商請求分組后，發(fā)送給鑒別請求者實 體ASUE;其中消息完整性碼MIC為鑒別器實體AE利用認證階段已協(xié)商的 基密鑰BK (Base Key)對MIC字段之前的所有字段計算的雜湊值；
2) 當鑒別請求者實體ASUE收到新的單播密鑰協(xié)商請求分組后，進行 驗證，驗證其中的MIC是否正確，若不正確，則直接丟棄該分組；正確則進 行原有驗證，若驗證成功，則向鑒別器實體AE回應(yīng)單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組； 單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組的內(nèi)容與原有定義相同；
3) 當鑒別器實體AE收到單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組后，進行原有驗證，若 驗證成功，則向鑒別請求者實體ASUE回應(yīng)單播密鑰協(xié)商確認分組；單播密 鑰協(xié)商確認分組的內(nèi)容與原有定義相同；
4) 當鑒別請求者實體AE收到單播密鑰協(xié)商確認分組后，進行原有驗證， 若驗證成功，則鑒別器實體AE和鑒別請求者實體ASUE之間成功完成單播 密鑰協(xié)商過程，協(xié)商出一致的單播會話密鑰。
名詞解釋
Nonce:實體產(chǎn)生的一次性隨機數(shù)；
原有定義和原有驗證分別指的是GB 15629.11-2003/XG1-2006標準文本 中的定義和驗證。
權(quán)利要求
1、一種WAPI單播密鑰協(xié)商方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)鑒別器實體AE在單播密鑰協(xié)商請求分組原有定義的內(nèi)容上，添加消息完整性碼MIC，構(gòu)成新的單播密鑰協(xié)商請求分組后，發(fā)送給鑒別請求者實體ASUE；2)當鑒別請求者實體ASUE收到新的單播密鑰協(xié)商請求分組后，進行驗證，驗證其中的MIC是否正確，若不正確，則直接丟棄該分組；正確則進行原有驗證，若驗證成功，則向鑒別器實體AE回應(yīng)單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組；3)當鑒別器實體AE收到單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組后，進行原有驗證，若驗證成功，則向鑒別請求者實體ASUE回應(yīng)單播密鑰協(xié)商確認分組；4)當鑒別請求者實體ASUE收到單播密鑰協(xié)商確認分組后，進行原有驗證，若驗證成功，則鑒別器實體AE和鑒別請求者實體ASUE之間成功完成單播密鑰協(xié)商過程，協(xié)商出一致的單播會話密鑰。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的WAPI單播密鑰協(xié)商方法，其特征在于所述 步驟1)中消息完整性碼MIC為鑒別器實體AE利用已協(xié)商的基密鑰BK對 MIC字段之前的所有字段計算的雜湊值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的WAPI單播密鑰協(xié)商方法，其特征在于 所述單播密鑰協(xié)商請求分組原有定義的內(nèi)容、單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組和單播 密鑰協(xié)商確認分組的內(nèi)容分別與GB 15629.11-2003/XG1-2006標準文本中的 定義相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的WAPI單播密鑰協(xié)商方法，其特征在于 所述原有驗證均為GB 15629.11-2003/XGl-2006標準文本中的驗證過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種WAPI單播密鑰協(xié)商方法。該方法步驟如下1.鑒別器實體在單播密鑰協(xié)商請求分組上添加消息完整性碼，發(fā)送給鑒別請求者實體；2.鑒別請求者實體收到單播密鑰協(xié)商請求分組后進行驗證，不正確則直接丟棄該分組；正確則進行其他驗證，驗證成功，向鑒別器實體回應(yīng)單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組；3.鑒別器實體收到單播密鑰協(xié)商響應(yīng)分組后進行驗證，驗證成功則向鑒別請求者實體回應(yīng)單播密鑰協(xié)商確認分組；4.鑒別請求者實體收到單播密鑰協(xié)商確認分組后進行驗證，驗證成功協(xié)商出一致的單播會話密鑰。本發(fā)明解決了目前WAPI安全機制中單播密鑰管理協(xié)議存在的DoS攻擊問題。
文檔編號H04L9/08GK101159543SQ20071001909
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者龐遼軍, 軍 曹, 賴曉龍, 鐵滿霞, 黃振海 申請人:西安西電捷通無線網(wǎng)絡(luò)通信有限公司