專利名稱：實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法、基站、中繼站及中繼通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中繼通信技術(shù)，尤其涉及多跳中繼通信系統(tǒng)中的消息認(rèn)證技術(shù)。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，由于電磁波的路徑衰減以及建筑物的遮擋等原因， 使有些區(qū)域的無線通信信號(hào)強(qiáng)度較低，位于這些區(qū)域的移動(dòng)終端的通信質(zhì)量
會(huì)變得很差；另一方面，隨著人們對(duì)寬帶無線通信需求的日益增長，對(duì)無線 帶寬的需求變得越來越大，因此，越來越高的載頻被使用到新的協(xié)議和系統(tǒng) 中，而由于無線電波的衰減隨著頻率的增加而增加，高載頻必然面臨著高衰 減的問題，這進(jìn)一步限制了基站的覆蓋范圍。為使基站能夠有更大的覆蓋范 圍，通常需要采用RS (Relay Station,中繼站)對(duì)BS ( Base Station,基站) 和MS (Mobile Station,移動(dòng)臺(tái))之間的無線通信信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)。 一般來說， 至少有一個(gè)RS的系統(tǒng)被稱為多跳中繼通信系統(tǒng)。圖l給出多跳中繼通信系 統(tǒng)的示意圖，圖中各RS負(fù)責(zé)BS與MS之間消息的轉(zhuǎn)發(fā)(例如，可以通過 RS6對(duì)MSI進(jìn)行覆蓋，并且通過由RS1、 RS3、 RS6形成的路徑傳輸MSI 與BS間的消息)。
在進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，路徑上的各RS可能需要對(duì)所接收的消息進(jìn) 行認(rèn)證，以確認(rèn)該消息的真實(shí)性和完整性，即驗(yàn)證所接收消息是否來自真正 的發(fā)送方(即BS )且未被修改，只有在通過驗(yàn)證之后，RS才會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的 操作；為實(shí)現(xiàn)消息的認(rèn)證，需要采用簽名技術(shù)對(duì)消息進(jìn)行處理。簽名技術(shù)通 ?？梢苑譃閷?duì)稱性簽名技術(shù)和非對(duì)稱性簽名技術(shù)
在對(duì)稱性簽名技術(shù)中，收發(fā)雙方共享一個(gè)對(duì)稱性密鑰，簽名所使用的密 鑰與驗(yàn)證簽名所使用的密鑰相同，或簽名密鑰和驗(yàn)證簽名密鑰雖不相同，但 可從其中一個(gè)密鑰推導(dǎo)出另一個(gè)；該技術(shù)的主要特點(diǎn)是算法公開；其安全
性依賴于對(duì)密鑰的保護(hù)；難以進(jìn)行身份的認(rèn)證；在非對(duì)稱性簽名技術(shù)中，收發(fā)雙方需要兩個(gè)密鑰公開密鑰和私有密鑰，
公開密鑰和私有密鑰具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果用私有密鑰對(duì)消息進(jìn)行簽名，只有
用對(duì)應(yīng)的公開密鑰才能驗(yàn)證簽名；另外，雖然兩者之間具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 但是無法從其中一個(gè)推導(dǎo)出另外一個(gè)，因此，即使其中一個(gè)被公開，也不影 響另外一個(gè)的保密性。
在中繼通信系統(tǒng)中，現(xiàn)有技術(shù)中通常通過對(duì)稱性簽名技術(shù)進(jìn)行消息認(rèn)證， 以下給出現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，包括
Al、配置每個(gè)RS分別和BS共享一個(gè)對(duì)稱性密鑰；
A2至A3、 BS要發(fā)送消息時(shí)，對(duì)應(yīng)于整條鏈路上的每個(gè)RS,均通過與 該RS共享的密鑰對(duì)欲發(fā)送的消息進(jìn)行簽名處理，生成與該密鑰對(duì)應(yīng)的認(rèn)證 碼，之后將消息和生成的所有認(rèn)證碼一起發(fā)送；
A4、鏈路中的第一級(jí)RS接收到消息和認(rèn)證碼后，利用所接收的與自己 對(duì)應(yīng)的認(rèn)證碼對(duì)所述消息進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證通過，刪除自己驗(yàn)證過的認(rèn)證碼 并將所述消息和其他認(rèn)證碼發(fā)送到下級(jí)RS;
A5、下級(jí)RS接收到上級(jí)RS發(fā)送的消息和認(rèn)證碼后，繼續(xù)利用所接收 的與自己對(duì)應(yīng)的認(rèn)證碼對(duì)接收到的消息進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證通過，刪除自己驗(yàn) 證過的認(rèn)證碼并將所述消息和其他認(rèn)證碼繼續(xù)下發(fā)給下級(jí)站點(diǎn)，以此類推， 直到將消息發(fā)送到目標(biāo)站點(diǎn)；
其中，利用認(rèn)證碼對(duì)所述消息進(jìn)行驗(yàn)證是通過以下方法實(shí)現(xiàn)的通過與 BS共享的密鑰對(duì)所接收的消息進(jìn)行相同的簽名處理，獲得一結(jié)果碼；將所接 收的與自己對(duì)應(yīng)的認(rèn)證碼和該結(jié)果碼進(jìn)行比較，若兩者相同，則確認(rèn)對(duì)該消 息的驗(yàn)證通過。
該方案可以實(shí)現(xiàn)使鏈路中的每個(gè)RS都能夠檢查所接收的消息是否被修 改，然而，由于BS要針對(duì)鏈路中的每個(gè)RS分別計(jì)算對(duì)應(yīng)的認(rèn)證碼并進(jìn)行發(fā) 送，當(dāng)一條鏈路中的RS較多時(shí)，BS的計(jì)算量會(huì)很大，而且需要發(fā)送的認(rèn)證 碼較多，相應(yīng)的會(huì)占用的較多的空口資源。
現(xiàn)有技術(shù)中還提供另 一種多跳中繼通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法 Bl、 BS把所管轄的RS劃分為若干安全域，并且使同一鏈路上的所有RS處于同一安全域中；配置每個(gè)安全域分別和BS共享一個(gè)對(duì)稱性密鑰，屬 于同一安全域的所有RS都配置同一個(gè)密鑰；這樣，同一鏈路上的所有RS 配置的是同一個(gè)密鑰；
B2至B3、 BS要發(fā)送消息時(shí)，通過與整條鏈路中所有RS共享的密鑰對(duì) 待發(fā)送的消息進(jìn)行簽名處理，生成認(rèn)證碼，之后將消息和生成的認(rèn)證碼一起 發(fā)送；
B4、鏈路中的第 一級(jí)RS接收到消息和認(rèn)證碼后，利用該認(rèn)證碼對(duì)所述 消息進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證通過，將所述消息和認(rèn)證碼繼續(xù)發(fā)送到下級(jí)RS;
B5、下級(jí)RS接收到上級(jí)RS發(fā)送的消息和認(rèn)證碼后，繼續(xù)利用該認(rèn)證 碼對(duì)所述消息進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證通過，將所述消息和認(rèn)證碼繼續(xù)下發(fā)給下級(jí) 站點(diǎn)，以此類推，直到將消息發(fā)送到目標(biāo)站點(diǎn)；
其中，利用認(rèn)證碼對(duì)所述消息進(jìn)行-瞼證是通過以下方法實(shí)現(xiàn)的通過與 BS共享的密鑰對(duì)所接收的消息進(jìn)行相同的簽名處理，獲得一結(jié)果碼；將所接 收的認(rèn)證碼和該結(jié)果碼進(jìn)行比較，若兩者相同，則確認(rèn)接收對(duì)該消息的驗(yàn)證 通過。
上述方案中，由于同一鏈路上的所有RS配置的是同一個(gè)密鑰，因此BS 只需生成和發(fā)送一個(gè)消息認(rèn)證碼，這樣，BS不需進(jìn)行針對(duì)不同的RS分別進(jìn) 行計(jì)算，并可以節(jié)約消息發(fā)送所占用的空口資源。然而，如果鏈路中某一RS 對(duì)消息進(jìn)行修改，并將認(rèn)證碼也進(jìn)行相應(yīng)修改后再發(fā)送給下級(jí)RS,該下級(jí) RS是無法發(fā)現(xiàn)這一改動(dòng)的，而且，如果RS中有一個(gè)密鑰被破解，與之對(duì)應(yīng) 的整個(gè)安全域都會(huì)受到影響，因此，上述方案的安全性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問題是提供實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法及相應(yīng)的 基站、中繼站和中繼通信系統(tǒng)，可以節(jié)約消息發(fā)送所占用的空口資源，且提 高消息認(rèn)證的安全性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供以下技術(shù)方案
一種實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，包括確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑；
根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，
獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；
通過所述3各徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼； 所述路徑中的中繼站RS接收消息和認(rèn)證碼；
根據(jù)RS中與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理， 對(duì)所述消息進(jìn)行i人-i正。 一種基站，包括
路徑獲取單元，用于確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑； 認(rèn)證碼獲取單元，用于根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待 發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；
發(fā)送單元，用于通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼。
一種中繼站，包括
接收單元，用于接收消息和認(rèn)證碼；
消息認(rèn)證單元，用于根據(jù)與傳輸所述消息的路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述 認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證。 一種中繼通信系統(tǒng)，包括
一基站，用于確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑；根據(jù)與所確定 的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處 理得到的認(rèn)^正碼；并且通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼；
至少一個(gè)中繼站，用于接收消息和認(rèn)證碼；根據(jù)與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開
密鑰對(duì)所述^人i正碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)i正。
從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)如果RS的 公開密鑰被惡意的第三方獲取，由于從公開密鑰無法推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的私有密鑰， 而私有密鑰只有BS才持有，因此惡意的第三方仍然無法獲得私有密鑰；另 一方面，RS通過自己持有的公開密鑰和接收的認(rèn)證碼對(duì)接收的消息進(jìn)行認(rèn)證 時(shí)，如果接收的認(rèn)證碼不是通過真正的私有密鑰生成，對(duì)所述接收的消息的 認(rèn)證是無法通過的，因此與現(xiàn)有技術(shù)中使用對(duì)稱性密鑰進(jìn)行消息認(rèn)證相比， 本發(fā)明實(shí)施例的安全性較高；而且，由于同一鏈路上的所有RS配置與同一個(gè)私有密鑰對(duì)應(yīng)的^^開密鑰，因此對(duì)于待發(fā)送的消息，BS只需生成和發(fā)送一
個(gè)認(rèn)證碼，這樣，BS也不需要針對(duì)鏈路中每個(gè)RS分別進(jìn)行計(jì)算，因此計(jì)算 量較小，同時(shí)，也可以節(jié)約發(fā)送所占用的空口資源。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)中多跳中繼通信系統(tǒng)的示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例 一 實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法的流程圖3是本發(fā)明實(shí)施例五基站的結(jié)構(gòu)圖4是本發(fā)明實(shí)施例九中繼站的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明提供的消息認(rèn)證方法及相應(yīng)的基站、中繼站和 中繼通信系統(tǒng)的推薦實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例一、 一種實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，參考圖2，包括
51、 BS生成私有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰； 其中，BS可以只生成一個(gè)私有密鑰，以及與該私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰，
也可以生成至少兩個(gè)私有密鑰，以及分別與每一私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰；
私有密鑰與公開密鑰之間可以是一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也可以是一對(duì)多的 對(duì)應(yīng)關(guān)系，即對(duì)應(yīng)一個(gè)私有密鑰，可以只有一個(gè)公開密鑰，也可以有多個(gè)公 開密鑰；
52、 向通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所述公開密鑰，使同一路徑上的 各RS擁有與同 一私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰；
S3 、對(duì)于待發(fā)送的消息，確定可到達(dá)該消息的目的地址的路徑；
54、 根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名 處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；
55、 通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼；
56、 所述路徑中的RS接收消息和認(rèn)證碼；
57、 根據(jù)BS已發(fā)送來的與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)4于認(rèn)證。
在本實(shí)施例中，如果RS的公開密鑰被惡意的第三方獲取，由于從公開
密鑰無法推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的私有密鑰，而私有密鑰只有BS才持有，因此惡意的 第三方仍然無法獲得私有密鑰；另一方面，RS通過自己持有的公開密鑰和接 收的認(rèn)證碼對(duì)接收的消息進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，如果接收的消息認(rèn)證碼不是通過對(duì)應(yīng) 的私有密鑰生成，對(duì)所述接收的消息的認(rèn)證是無法通過的，因此本實(shí)施例的 安全性較高；而且，由于同一鏈路上的所有RS配置與同一個(gè)私有密鑰對(duì)應(yīng) 的公開密鑰，因此BS只需生成和發(fā)送一個(gè)認(rèn)證碼，這樣，BS不需針對(duì)鏈路 中每個(gè)RS分別進(jìn)行計(jì)算，因此計(jì)算量較小，同時(shí)，也可以節(jié)約消息發(fā)送所 占用的空口資源。
實(shí)施例二、 一種實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，包括 Pl、 BS生成一個(gè)私有密鑰，以及與之對(duì)應(yīng)的一個(gè)公開密鑰； P2、向通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所述公開密鑰； 其中，在向接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送公開密鑰時(shí)，BS還可以通過與RS約定 的安全關(guān)系對(duì)公開密鑰進(jìn)行加密之后再進(jìn)行發(fā)送；RS在接收后對(duì)所接收的內(nèi) 容進(jìn)行解密，獲得該公開密鑰；
P3、對(duì)于待發(fā)送的消息，確定一條可到達(dá)該消息的目的地址的路徑； P4、根據(jù)所述私有密鑰對(duì)所述待發(fā)送的消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所 述處理得到的認(rèn)-汪碼；
所述根據(jù)所述私有密鑰對(duì)所述待發(fā)送的消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所 述處理得到的認(rèn)證碼具體可以是將所述私有密鑰和所述待發(fā)送消息作為輸 入，通過預(yù)置的非對(duì)稱性簽名算法進(jìn)行計(jì)算，以及獲得所述計(jì)算得到的認(rèn)證 碼；
其中，所述的非對(duì)稱性簽名算法可以是RSA算法或Diffie-Hellman算法
等；
P5、將所述消息和認(rèn)證碼一起發(fā)送；
P6、所述鏈路中的第一級(jí)RS接收下行的消息和認(rèn)證碼后，根據(jù)所述BS 已發(fā)送來的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，根據(jù)處理得到的結(jié)果對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證通過，繼續(xù)向下級(jí)RS發(fā)送所迷消息和認(rèn)證碼； P7、下級(jí)RS接收到下行的消息和認(rèn)證碼后，繼續(xù)根據(jù)所述BS已發(fā)送來
的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，根據(jù)處理得到的結(jié)果對(duì)所述消
息進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證通過，繼續(xù)向下級(jí)站點(diǎn)發(fā)送所述消息和認(rèn)證碼，以此類
推，直到將消息發(fā)送到目標(biāo)站點(diǎn)；
其中，與前面所述的簽名處理方法對(duì)應(yīng)，P6和P7中所述根據(jù)BS已發(fā)
送來的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，根據(jù)處理得到的結(jié)果對(duì)所
述消息進(jìn)行認(rèn)證具體可以是
將BS已發(fā)送來的公開密鑰和所述認(rèn)證碼作為輸入，通過與所述簽名算
法對(duì)應(yīng)的非對(duì)稱性簽名驗(yàn)證算法進(jìn)行計(jì)算，以及獲取所述計(jì)算得到的結(jié)果碼
字；
判斷所述結(jié)果碼字與所述消息是否相同，若相同，則對(duì)所述消息的認(rèn)證
通過；否則，認(rèn)證失敗。
在本實(shí)施例中，BS只生成一個(gè)私有密鑰，以及與之對(duì)應(yīng)的一個(gè)公開密鑰， 因此，發(fā)送給接入網(wǎng)絡(luò)的所有RS的公開密鑰都是相同的，因此實(shí)現(xiàn)比較簡 單。
實(shí)施例三、 一種實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，本實(shí)施例與實(shí)施例二其中相同， 區(qū)別在于，將P1和P2改變?yōu)?br> Pla、 BS生成一個(gè)私有密鑰，以及與之對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)公開密鑰；
P2a、為通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS分配所生成的公開密鑰，使同一路 徑中至少兩個(gè)RS擁有的公開密鑰不同；或者，使至少兩條不同路徑的RS 擁有的公開密鑰不同；向所述RS發(fā)送所分配的公開密鑰。
實(shí)施例四、 一種實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，包括
Nl、 BS生成至少兩個(gè)私有密鑰，以及分別與所述至少兩個(gè)私有密鑰對(duì) 應(yīng)的7〉開密鑰；
N2、為通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS分配所述生成的公開密鑰，使分配 給同一路徑上各RS的公開密鑰與同一私有密鑰對(duì)應(yīng)，且其中至少兩條不同 路徑與不同私有密鑰對(duì)應(yīng)；N3、向所述RS發(fā)送所分配的公開密鑰；其中，在向接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送公開密鑰時(shí)，BS還可以通過與RS約定的安全關(guān)系對(duì)公開密鑰進(jìn)行加密之后再進(jìn)行發(fā)送；RS在接收后對(duì)所接收的內(nèi)容進(jìn)行解密，獲得該公開密鑰；N4、對(duì)于待發(fā)送的消息，確定一條可到達(dá)該消息的目的地址的路徑； N5、根據(jù)BS中預(yù)置的私有密鑰與路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰對(duì)所述待發(fā)送的消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；所述根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰對(duì)所述待發(fā)送的消息進(jìn)行簽名 處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼具體可以是將與所確定的路徑對(duì)應(yīng) 的私有密鑰和所述待發(fā)送的消息作為輸入，通過非對(duì)稱性簽名算法進(jìn)行計(jì)算， 以及獲得所述計(jì)算得到的認(rèn)證碼；N6、將所述消息和認(rèn)證碼一起發(fā)送；N7、所述鏈路中的第一級(jí)RS接收下行的消息和認(rèn)證碼后，根據(jù)所述BS 已發(fā)送來的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，根據(jù)處理得到的結(jié)果 對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證通過，繼續(xù)向下級(jí)RS發(fā)送所述消息和認(rèn)證碼；N8、下級(jí)RS接收到下行的消息和認(rèn)證碼后，繼續(xù)根據(jù)所述BS已發(fā)送 來的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名處理，根據(jù)處理得到的結(jié)果對(duì)所述消息 進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證通過，繼續(xù)向下級(jí)站點(diǎn)發(fā)送所述消息和認(rèn)證碼，以此類推， 直到將消息發(fā)送到目標(biāo)站點(diǎn)；其中，與前面所述的簽名處理方法對(duì)應(yīng)，N7和N8中所述根據(jù)所述BS 已發(fā)送來的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名處理，根據(jù)處理得到的結(jié)果對(duì)所 述消息進(jìn)行認(rèn)證具體可以是將所述BS已發(fā)送來的公開密鑰和所述認(rèn)證碼作為輸入，通過與所述簽 名算法對(duì)應(yīng)的非對(duì)稱性簽名驗(yàn)證算法進(jìn)行計(jì)算，以及獲取所述計(jì)算得到的結(jié) 果碼字；判斷所述結(jié)果碼字與所述接收的消息是否相同，若相同，則對(duì)所述接收 消息的認(rèn)i正通過；否則，i人i正失敗。在本實(shí)施例中，BS生成至少兩個(gè)私有密鑰，以及分別與所述至少兩個(gè)私 有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰，為接入網(wǎng)絡(luò)的RS分發(fā)所生成的公開密鑰時(shí)，使同
一路徑上的各RS擁有與同一私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰，且有至少兩條不同 路徑中的RS具有與不同私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰；這樣，若發(fā)生一私有密 鑰被破解的情況，則只有使用該私有密鑰的安全域會(huì)受到影響，而仍然可以 保證使用其他私有密鑰的安全域的保密性，與BS只使用一個(gè)私有密鑰相比， 安全性更高。
在本發(fā)明的更多實(shí)施例中，私有密鑰和公開密鑰還可以是通過其他方式
分別配置到BS和RS中的。
在本發(fā)明的更多實(shí)施例中，所述根據(jù)所述私有密鑰對(duì)所述待發(fā)送的消息
進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼還可以是
根據(jù)哈希算法對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行處理，獲取所述處理得到的哈希值； 按照預(yù)置的規(guī)則從所獲取的哈希值中提取出預(yù)定位數(shù)； 將與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰和所提取的預(yù)定位數(shù)的哈希值作為輸
入，通過非對(duì)稱性簽名算法進(jìn)行計(jì)算，以及獲得所述計(jì)算得到的認(rèn)證碼； 相應(yīng)的，所述根據(jù)RS中預(yù)置的與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證
碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，根據(jù)處理得到的結(jié)果對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證還可以是 根據(jù)所述哈希算法對(duì)所述消息進(jìn)行處理，獲取所述處理得到的哈希值； 按照所述預(yù)置的規(guī)則從所獲取的哈希值中提取出所述預(yù)定位數(shù)； 將所述RS中預(yù)置的與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰和所提取的預(yù)定位數(shù)的
哈希值作為輸入，通過與所述簽名算法對(duì)應(yīng)的非對(duì)稱性簽名驗(yàn)證算法進(jìn)行計(jì)
算，以及獲得所述計(jì)算得到的結(jié)果碼字；
判斷所述結(jié)果碼字與所述消息是否相同，若相同，則對(duì)所述消息的認(rèn)證
通過；否則，認(rèn)證失敗；
處理所獲取的哈希值的前若干位或后若干位等。
驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中；這里所稱得的存儲(chǔ)介質(zhì)，如ROM/RAM、磁碟、光盤等。
實(shí)施例五、 一種基站，參考圖3，包括路徑獲耳又單元120、認(rèn)證碼獲取單
元130和發(fā)送單元140:
路徑獲取單元120用于確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑； 認(rèn)證碼獲取單元130用于根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述
待發(fā)送的消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；
發(fā)送單元140用于通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼。 實(shí)施例六， 一種基站，本實(shí)施例的基站與實(shí)施例五的基站類似，主要區(qū)
別在于，在本實(shí)施例中，認(rèn)證碼荻取單元具體包括哈希處理單元、提取單元、
計(jì)算單元.-
所述哈希處理單元用于根據(jù)哈希算法對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行處理；所述 提取單元用于按照預(yù)置的規(guī)則從所述處理得到的哈希值中提取出預(yù)定位數(shù)； 所述計(jì)算單元用于將所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰和所提取的預(yù)定位數(shù)哈希 值作為輸入，通過非對(duì)稱性簽名算法進(jìn)行計(jì)算，并輸出計(jì)算得到的認(rèn)證碼。
實(shí)施例七、 一種基站，本實(shí)施例的基站與實(shí)施例五或?qū)嵤├幕绢?似，主要區(qū)別在于，在本實(shí)施例中，基站還包括密鑰生成單元和密鑰發(fā)送單 元密鑰生成單元用于生成私有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰； 密鑰發(fā)送單元用于向所述接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所述生成的公開密鑰。
實(shí)施例八， 一種基站，本實(shí)施例的基站與實(shí)施例五或?qū)嵤┝幕绢愃疲?主要區(qū)別在于，在本實(shí)施例中，基站還包括密鑰生成單元、密鑰發(fā)送單元和 分配單元密鑰生成單元用于生成私有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公 開密鑰；分配單元用于為通過所述基站接入網(wǎng)絡(luò)的RS分配所述生成的公開 密鑰，使分配給同一路徑上的各RS的公開密鑰與同一私有密鑰對(duì)應(yīng)；密鑰 發(fā)送單元，用于向通過所述基站接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所分配的公開密鑰。
實(shí)施例九、 一種中繼站，參考圖4，包括接收單元210和消息認(rèn)證單元
220:
接收單元210用于接收消息和認(rèn)證碼；消息認(rèn)證單元220用于根據(jù)與傳輸所述消息的路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所 述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證。
實(shí)施例十、 一種中繼站，包括接收單元和消息認(rèn)證單元 接收單元用于接收消息和認(rèn)證碼；
消息認(rèn)證單元用于根據(jù)與傳輸所述消息的路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn) 證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證；具體包括p合希處理單元、提 取單元、計(jì)算單元和判斷單元
所述哈希處理單元用于根據(jù)預(yù)置的哈希算法對(duì)所述消息進(jìn)行處理； 所述提取單元用于按照預(yù)置的規(guī)則從所述處理得到的哈希值中提取出預(yù) 定位數(shù)；
所述計(jì)算單元用于將與傳輸所述消息的路徑對(duì)應(yīng)的^Hf密鑰和所提取的 預(yù)定位數(shù)的哈希值作為輸入，通過與所述路徑所在的基站對(duì)應(yīng)的非對(duì)稱性簽 名驗(yàn)證算法進(jìn)行計(jì)算，獲得結(jié)果碼字；
所述判斷單元用于判斷所述結(jié)果碼字與所述接收的消息是否相同，在兩 者相同時(shí)，輸出對(duì)所述接收消息認(rèn)證通過的判斷結(jié)果，在兩者不同時(shí)，輸出 對(duì)所述接收消息認(rèn)證失敗的判斷結(jié)果。
實(shí)施例十一、 一種中繼通信系統(tǒng)，包括一基站和至少一個(gè)中繼站
基站用于確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑；根據(jù)與所確定的路 徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處理得到 的認(rèn)證碼；并且通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼；
中繼站用于接收消息和認(rèn)證碼；根據(jù)與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述 認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證。
在本發(fā)明更多實(shí)施例中，所述系統(tǒng)中的基站可以采用實(shí)施例五、實(shí)施例 六、實(shí)施例七或?qū)嵤├嘶镜慕Y(jié)構(gòu)，中繼站可以采用實(shí)施例九或?qū)嵤├?中繼站的結(jié)構(gòu)。
值得說明的是,本發(fā)明實(shí)施例的裝置或系統(tǒng)既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)， 也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。
綜上所述，在本發(fā)明實(shí)施例中，如果RS的公開密鑰-故惡意的第三方獲取，由于從公開密鑰無法推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的私有密鑰，而私有密鑰只有BS才持
有，因此惡意的第三方仍然無法獲得私有密鑰；另一方面，RS通過自己持有
的公開密鑰和接收的認(rèn)證碼對(duì)接收的消息進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，如果接收的消息認(rèn)證 碼不是通過對(duì)應(yīng)的私有密鑰生成，對(duì)所述接收的消息的認(rèn)證是無法通過，因
此本發(fā)明實(shí)施例的安全性較高；而且，由于同一鏈路上的所有RS配置與同 一個(gè)私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰，因此對(duì)于待發(fā)送的消息，BS只需生成和發(fā)送 一個(gè)認(rèn)證碼，這樣，BS不需針對(duì)鏈路中每個(gè)RS分別進(jìn)行計(jì)算，因此計(jì)算量 較小，同時(shí)，也可以節(jié)約消息發(fā)送所占用的空口資源；
此外，如果BS只生成一個(gè)私有密鑰，以及與之對(duì)應(yīng)的一個(gè)公開密鑰， 由于發(fā)送給接入網(wǎng)絡(luò)的所有RS的公開密鑰都是相同的，因此實(shí)現(xiàn)比較簡單；
而如果BS生成至少兩個(gè)私有密鑰，以及分別與所述至少兩個(gè)私有密鑰 對(duì)應(yīng)的公開密鑰，為接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所生成的公開密鑰時(shí)，使同一路徑 上的各RS擁有與同一私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰，且有至少兩條不同路徑中 的RS具有與不同私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰；這樣，若發(fā)生一私有密鑰被破 解的情況，則只有使用該私有密鑰的安全域會(huì)受到影響，而仍然可以保證使 用其他私有密鑰的安全域的保密性，與BS只使用一個(gè)私有密鑰相比，安全 性會(huì)更高。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法及相應(yīng)的基站、中繼 站和中繼通信系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理 及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法 及其思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體 實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解 為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，其特征在于，包括確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑；根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼；所述路徑中的中繼站RS接收消息和認(rèn)證碼；根據(jù)RS中與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證。
2、 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，其特征在于，所述對(duì)于待 發(fā)送的消息，確定可到達(dá)該消息的目的地址的路徑前還包括生成私有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰； 向通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的中繼站RS發(fā)送所述生成的公開密鑰。
3、 如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，其特征在于所述生成私 有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰具體包括生成一個(gè)私有密鑰， 以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的至少 一個(gè)公開密鑰。
4、 如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，其特征在于 所述生成私有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰具體包括生成至少兩個(gè)私有密鑰，以及分別與所述至少兩個(gè)私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰； 所述向通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所述生成的公開密鑰前還包括 為通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS分配所述生成的公開密鑰，使分配給同一路徑 上各RS的公開密鑰與同一私有密鑰對(duì)應(yīng)，且其中至少兩條不同路徑與不同 私有密鑰對(duì)應(yīng)；所述向通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所述生成的公開密鑰具體包括 向通過所述BS接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所分配的公開密鑰。
5、 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，其特征在于 所述根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼具體包括根據(jù)預(yù)置的哈希算法對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行處理，獲取所述處理得到的 哈希值；按照預(yù)置的規(guī)則從所獲取的哈希值中提取出預(yù)定位數(shù)；將與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰和所提取的預(yù)定位數(shù)的哈希值作為輸入，通過非對(duì)稱性簽名算法進(jìn)行計(jì)算，以及獲得所述計(jì)算得到的認(rèn)證碼； 所述根據(jù)RS中與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證具體包括才艮據(jù)所述預(yù)置的哈希算法對(duì)所述消息進(jìn)行處理，獲取所述處理得到的哈希值；按照所述預(yù)置的規(guī)則從所獲取的哈希值中提取出所述預(yù)定位數(shù)； 將所述RS中預(yù)置的與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰和所提取的預(yù)定位數(shù)的哈希值作為輸入，通過與所述簽名算法對(duì)應(yīng)的非對(duì)稱性簽名驗(yàn)證算法進(jìn)行計(jì)算，以及獲得所述計(jì)算得到的結(jié)果碼字；判斷所述結(jié)果碼字與所述消息是否相同，若相同，則對(duì)所述消息的認(rèn)證通過；否則，認(rèn)證失敗。
6、 一種基站，其特征在于，包括路徑獲取單元，用于確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑； 認(rèn)證碼獲取單元，用于根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待 發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；發(fā)送單元，用于通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼。
7、 如權(quán)利要求6所述的基站，其特征在于，所述基站還包括 密鑰生成單元，用于生成私有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰；密鑰發(fā)送單元，用于向通過所述基站接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所生成的公開 密鑰。
8、 如權(quán)利要求6所述的基站，其特征在于，所述基站還包括 密鑰生成單元，用于生成私有密鑰，以及與所述私有密鑰對(duì)應(yīng)的公開密鑰；分配單元，用于為通過所述基站接入網(wǎng)絡(luò)的中繼站分配所生成的公開密鑰，使分配給同 一路徑上各中繼站的公開密鑰與同 一私有密鑰對(duì)應(yīng)；密鑰發(fā)送單元，用于向通過所述基站接入網(wǎng)絡(luò)的RS發(fā)送所分配的公開密鑰。
9、 如權(quán)利要求6或7或8所述的基站，其特征在于，所述認(rèn)證碼獲取單 元具體包括哈希處理單元，用于根據(jù)預(yù)置的哈希算法對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行處理； 提取單元，用于按照預(yù)置的規(guī)則從所述處理得到的哈希值中提取出預(yù)定 位數(shù)；計(jì)算單元，用于將與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰和所提取的預(yù)定位數(shù) 的哈希值作為輸入，通過非對(duì)稱性簽名算法進(jìn)行計(jì)算，并輸出計(jì)算得到的認(rèn) 證碼。
10、 一種中繼站，其特征在于，包括 接收單元，用于接收消息和認(rèn)證碼；消息認(rèn)證單元，用于根據(jù)與傳輸所述消息的路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述 認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證。
11、 如權(quán)利要求IO所述的中繼站，其特征在于，所述消息認(rèn)證單元具體 包括哈希處理單元，用于根據(jù)預(yù)置的哈希算法對(duì)所述消息進(jìn)行處理； 提取單元，用于按照預(yù)置的規(guī)則從所述處理得到的哈希值中提取出預(yù)定 位數(shù)；計(jì)算單元，用于將與傳輸所述消息的路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰和所提取的預(yù) 定位數(shù)的哈希值作為輸入，通過與所述路徑所在的基站對(duì)應(yīng)的非對(duì)稱性簽名 驗(yàn)證算法進(jìn)行計(jì)算，獲得結(jié)果碼字；判斷單元，用于判斷所述結(jié)果碼字與所述接收的消息是否相同，在兩者 相同時(shí)，輸出對(duì)所述消息認(rèn)證通過的判斷結(jié)果，在兩者不同時(shí)，輸出對(duì)所述 消息認(rèn)證失敗的判斷結(jié)果。
12、 一種中繼通信系統(tǒng)，其特征在于，包括一基站，用于確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑；根據(jù)與所確定 的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，以及獲得所述處 理得到的認(rèn)證碼；并且通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼；至少一個(gè)中繼站，用于接收消息和認(rèn)證碼；根據(jù)與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名— 瞼證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證。
全文摘要
本發(fā)明涉及中繼通信技術(shù)，公開了實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的方法，該方法包括確定可到達(dá)待發(fā)送消息的目的地址的路徑；根據(jù)與所確定的路徑對(duì)應(yīng)的私有密鑰，對(duì)所述待發(fā)送消息進(jìn)行簽名處理，獲得所述處理得到的認(rèn)證碼；通過所述路徑發(fā)送所述待發(fā)送消息和認(rèn)證碼；所述路徑中的中繼站RS接收消息和認(rèn)證碼；根據(jù)RS中與所述路徑對(duì)應(yīng)的公開密鑰對(duì)所述認(rèn)證碼進(jìn)行簽名驗(yàn)證處理，對(duì)所述消息進(jìn)行認(rèn)證；本發(fā)明還公開相應(yīng)的基站、中繼站及中繼通信系統(tǒng)。通過本發(fā)明實(shí)施例，可以節(jié)約消息發(fā)送所占用的空口資源，且提高消息認(rèn)證的安全性。
文檔編號(hào)H04Q7/38GK101296482SQ200710097229
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
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