專(zhuān)利名稱：一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證接入方法，尤其涉及一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接 入方法。
技術(shù)背景隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和全球移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，便攜的數(shù)字處理終端設(shè)備已 經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈娃k公的必需品，這些終端設(shè)備包括筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、計(jì)算機(jī)外設(shè)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)和家用電子產(chǎn)品等。它們都具 有較強(qiáng)的處理能力和較大的存儲(chǔ)空間，從而形成了一個(gè)個(gè)人操作空間(P0S)。 但是目前這些終端設(shè)備之間的信息交換大都還依賴于電纜的連接，使用非常不 方便，人們?cè)絹?lái)越需要一種無(wú)線技術(shù)將個(gè)人操作空間內(nèi)的這些終端設(shè)備連接起 來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備之間可移動(dòng)的、自動(dòng)的互聯(lián)，這就是無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 在無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中，非相鄰終端設(shè)備之間的通信數(shù)據(jù)需要以多跳路由的方式傳 輸。在無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中存在著四種角色的設(shè)備終端設(shè)備、路由協(xié)調(diào)器、網(wǎng)絡(luò) 協(xié)調(diào)器和可信中心。終端設(shè)備可與該網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備進(jìn)行通信，但在該網(wǎng)絡(luò) 中不能為其他設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，即不能完成路由功能。路由協(xié)調(diào)器除了完成終端 設(shè)備的功能外還負(fù)責(zé)為該網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，即能完成路由功能。網(wǎng) 絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信 息、尋找一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的路由消息和不斷地接收信息，也能為該網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè) 備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，即能完成路由功能。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和路由協(xié)調(diào)器可統(tǒng)稱為協(xié)調(diào)器。 可信中心是該網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理中心，負(fù)責(zé)為該網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備配置密鑰信息。 可信中心可以由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器充當(dāng)，也可以由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器在該網(wǎng)絡(luò)中指定的其他 設(shè)備充當(dāng)。如圖1A至圖1C所示無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)支持兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型網(wǎng)絡(luò) 和點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又可分為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和簇型結(jié)構(gòu)。對(duì)于無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)，目前采用的安全方案為第一種安全方案自組織網(wǎng)的形式。設(shè)備首先連接到無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中，然 后從無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)獲取密鑰信息，如從無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中的分布式CA獲取基于ID (基于身份密碼體制)的私鑰，最后利用基于ID的公私鑰對(duì)進(jìn)行安全通信。第二種安全方案連接后認(rèn)證的形式。設(shè)備首先連接到無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中， 然后網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器完成對(duì)設(shè)備的認(rèn)證，最后利用協(xié)商的會(huì)話密鑰進(jìn)行安全通信，例如IEEE802. 15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于第一種安全方案，任何設(shè)備都可以成為無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的成員，沒(méi)有合 法設(shè)備和非法設(shè)備的分別，顯然是不安全的。對(duì)于第二種安全方案，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò) 協(xié)調(diào)器在設(shè)備連接到無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)之后才對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，所以任何設(shè)備都可 以連接到某無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中，且在網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器把它移離該網(wǎng)絡(luò)之前可以與網(wǎng)絡(luò) 中其他設(shè)備進(jìn)行通信，這也是不安全的，同時(shí)也造成一定的通信浪費(fèi)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其解決了現(xiàn)有無(wú) 線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證方法存在安全隱患的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，包括以下步驟步驟ll]定義終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的非受控端口和受控端口，使得終端設(shè)備 和協(xié)調(diào)器的非受控端口通行認(rèn)證協(xié)議數(shù)據(jù)包及管理信息，終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的 受控端口通行應(yīng)用數(shù)據(jù)包；步驟12]協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀；所述信標(biāo)幀中包括協(xié)調(diào)器所支持的認(rèn)證及密鑰 管理套件；步驟13]當(dāng)終端設(shè)備收到協(xié)調(diào)器的信標(biāo)幀時(shí)，終端設(shè)備選定一種認(rèn)證及密鑰 管理套件，然后向協(xié)調(diào)器發(fā)送連接請(qǐng)求命令；所述連接請(qǐng)求命令包括終端設(shè)備 選定的認(rèn)證及密鑰管理套件；步驟14]當(dāng)協(xié)調(diào)器收到終端設(shè)備的連接請(qǐng)求命令時(shí)，協(xié)調(diào)器根據(jù)終端設(shè)備選 定的認(rèn)證及密鑰管理套件與該終端設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證過(guò)程；步驟15]若認(rèn)證成功，則協(xié)調(diào)器打開(kāi)受控端口，允許該終端設(shè)備接入無(wú)線多 跳網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)向該終端設(shè)備發(fā)送連接響應(yīng)命令；終端設(shè)備收到該協(xié)調(diào)器的連接 響應(yīng)命令后，打開(kāi)受控端口，從而接入到該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)。上述認(rèn)證及密鑰管理套件包括基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件 和基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件。上述終端設(shè)備選定的認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，所述步驟14]的具體認(rèn)證過(guò)程為步驟21]當(dāng)協(xié)調(diào)器從終端設(shè)備發(fā)送的連接請(qǐng)求命令中得知終端設(shè)備選定的 認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，生成協(xié)調(diào)器認(rèn)證 詢問(wèn)，然后協(xié)調(diào)器將協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)和協(xié)調(diào)器公鑰組成認(rèn)證激活發(fā)送給終端設(shè)備；步驟22]終端設(shè)備收到認(rèn)證激活后，驗(yàn)證協(xié)調(diào)器公鑰的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則丟棄該認(rèn)證激活，若驗(yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備生成終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)、公 鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)和終端設(shè)備臨時(shí)公鑰，然后將終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)、協(xié)調(diào)器認(rèn)證 詢問(wèn)、終端設(shè)備公鑰、公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)、終端設(shè)備臨時(shí)公鑰以及終端設(shè)備對(duì)前面五項(xiàng)信息的簽名組成認(rèn)證請(qǐng)求發(fā)送給協(xié)調(diào)器；步驟23]協(xié)調(diào)器收到認(rèn)證請(qǐng)求后，驗(yàn)證認(rèn)證請(qǐng)求簽名的合法性、協(xié)調(diào)器認(rèn)證 詢問(wèn)的一致性和終端設(shè)備臨時(shí)公鑰的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則認(rèn)證失敗，若 驗(yàn)證通過(guò)，根據(jù)公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)決定是否進(jìn)行公鑰撤銷(xiāo)査詢；如果不進(jìn)行公 鑰撤銷(xiāo)查詢，協(xié)調(diào)器生成協(xié)調(diào)器臨時(shí)公鑰和接入結(jié)果，然后協(xié)調(diào)器將公鑰撤銷(xiāo) 查詢標(biāo)識(shí)、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)、協(xié)調(diào)器臨時(shí)公鑰、接入結(jié)果以及協(xié)調(diào)器對(duì)前面 四項(xiàng)信息的簽名組成認(rèn)證響應(yīng)發(fā)送給終端設(shè)備，然后進(jìn)行步驟27];如果進(jìn)行公 鑰撤銷(xiāo)查詢，協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢請(qǐng)求；步驟24]可信中心收到公鑰撤銷(xiāo)查詢請(qǐng)求后，驗(yàn)證公鑰撤銷(xiāo)查詢請(qǐng)求信息后 向協(xié)調(diào)器發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢響應(yīng)；步驟25]協(xié)調(diào)器收到公鑰撤銷(xiāo)査詢響應(yīng)后，驗(yàn)證公鑰撤銷(xiāo)查詢響應(yīng)信息后向 設(shè)備發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)；同時(shí)，協(xié)調(diào)器根據(jù)終端設(shè)備臨時(shí)公鑰和協(xié)調(diào)器臨時(shí)私鑰生 成終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間的基密鑰；步驟26]終端設(shè)備收到認(rèn)證響應(yīng)后，驗(yàn)證認(rèn)證響應(yīng)信息，若驗(yàn)證不通過(guò)，則 認(rèn)證失??；若驗(yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備根據(jù)終端設(shè)備臨時(shí)公鑰和協(xié)調(diào)器臨時(shí)私鑰 生成終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間的基密鑰，認(rèn)證成功；步驟27]終端設(shè)備收到步驟23]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的認(rèn)證響應(yīng)后，驗(yàn)證認(rèn)證響應(yīng) 的簽名的有效性、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)的一致性和接入結(jié)果；若驗(yàn)證不通過(guò)，則 認(rèn)證失??；若驗(yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備根據(jù)終端設(shè)備臨時(shí)公鑰和協(xié)調(diào)器臨時(shí)私鑰 生成終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間的基密鑰，認(rèn)證成功。上述認(rèn)證接入方法還包括終端設(shè)備成功連接到該協(xié)調(diào)器時(shí)，協(xié)調(diào)器與終端 設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié)商的步驟當(dāng)認(rèn)證成功且協(xié)調(diào)器需要與該終端設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié)商時(shí)，協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié)商。 上述單播密鑰協(xié)商過(guò)程為步驟41]認(rèn)證成功后，協(xié)調(diào)器需要建立或更新單播密鑰時(shí)，生成協(xié)調(diào)器單播 密鑰協(xié)商詢問(wèn)，協(xié)調(diào)器將協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)組成單播密鑰協(xié)商請(qǐng)求發(fā)送 給終端設(shè)備；步驟42]終端設(shè)備收到單播密鑰協(xié)商請(qǐng)求后，生成終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢 問(wèn)，根據(jù)基密鑰、協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)和終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)生成 終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的單播密鑰；然后將協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)、終端設(shè) 備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)和消息鑒別碼組成的單播密鑰協(xié)商響應(yīng)發(fā)送給協(xié)調(diào)器；所 述的消息鑒別碼是終端設(shè)備根據(jù)協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)和終端設(shè)備單播密鑰 協(xié)商詢問(wèn)計(jì)算得到的消息鑒別碼；步驟43]協(xié)調(diào)器收到單播密鑰協(xié)商響應(yīng)后，根據(jù)基密鑰、協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié) 商詢問(wèn)和終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)計(jì)算單播密鑰，然后驗(yàn)證協(xié)調(diào)器單播密鑰 協(xié)商詢問(wèn)的一致性和終端設(shè)備的消息鑒別碼的有效性，若驗(yàn)證不通過(guò)，則單播 密鑰協(xié)商失??；若驗(yàn)證通過(guò)，則協(xié)調(diào)器將協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)以及對(duì)終端 設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)計(jì)算的消息鑒別碼組成的單播密鑰協(xié)商確認(rèn)發(fā)送給終端 設(shè)備；步驟44]終端設(shè)備收到單播密鑰協(xié)商確認(rèn)后，驗(yàn)證終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢 問(wèn)的一致性和協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則單播密鑰協(xié)商 失??；若驗(yàn)證通過(guò)，則單播密鑰協(xié)商成功。上述終端設(shè)備選定的認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及 密鑰管理套件時(shí)，所述步驟14]的具體認(rèn)證過(guò)程為步驟101]當(dāng)協(xié)調(diào)器從終端設(shè)備發(fā)送的連接請(qǐng)求命令中得知終端設(shè)備選定的 認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，協(xié)調(diào)器 首先對(duì)本地存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備之間的預(yù)共享密鑰進(jìn)行擴(kuò)展得到相應(yīng)的 基密鑰，生成協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)，然后將協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證 詢問(wèn)組成認(rèn)證請(qǐng)求發(fā)送給終端設(shè)備；步驟102]終端設(shè)備收到認(rèn)證請(qǐng)求后，首先對(duì)本地存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)器與該終端設(shè) 備之間的預(yù)共享密鑰進(jìn)行擴(kuò)展得到相應(yīng)的基密鑰，生成終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的 認(rèn)證詢問(wèn)，根據(jù)該基密鑰、協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和終端設(shè)備預(yù)共享密 鑰的認(rèn)證詢問(wèn)生成終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的單播密鑰，然后將協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)、終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和消息鑒別碼組成的認(rèn)證響應(yīng) 發(fā)送給協(xié)調(diào)器；所述的消息鑒別碼是終端設(shè)備根據(jù)協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢 問(wèn)和終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)計(jì)算得到的消息鑒別碼；步驟103]協(xié)調(diào)器收到認(rèn)證響應(yīng)后，根據(jù)步驟101]中生成的基密鑰、協(xié)調(diào)器 預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)計(jì)算單播密鑰，然后 驗(yàn)證協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)的一致性和終端設(shè)備的消息鑒別碼的有效 性，若驗(yàn)證不通過(guò)，則認(rèn)證失??；若驗(yàn)證通過(guò)，則協(xié)調(diào)器將終端設(shè)備預(yù)共享密 鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和協(xié)調(diào)器對(duì)終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)計(jì)算的消息鑒別碼組 成的認(rèn)證確認(rèn)發(fā)送給終端設(shè)備；步驟104]終端設(shè)備收認(rèn)證確認(rèn)后，驗(yàn)證終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)的 一致性和協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則認(rèn)證失敗，若驗(yàn)證 通過(guò)，認(rèn)證成功。上述認(rèn)證接入方法還包括終端設(shè)備成功連接到該協(xié)調(diào)器時(shí)，協(xié)調(diào)器與終端 設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié)商的步驟當(dāng)認(rèn)證成功且協(xié)調(diào)器需要與該終端設(shè)備進(jìn)行單 播密鑰協(xié)商時(shí)，協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié)商過(guò)程。上述單播密鑰協(xié)商的步驟具體包括認(rèn)證成功后，協(xié)調(diào)器需要建立或更新 單播密鑰時(shí)，協(xié)調(diào)器判斷是不是首次單播密鑰協(xié)商；如果是首次單播密鑰協(xié)商， 則其過(guò)程與認(rèn)證過(guò)程相同，如果不是首次單播密鑰協(xié)商，則其過(guò)程與基于ID方 式下的單播密鑰協(xié)商過(guò)程相同。上述認(rèn)證接入方法還包括單播密鑰協(xié)商完成后的協(xié)調(diào)器與終端設(shè)備進(jìn)行組 播密鑰通告的過(guò)程；若單播密鑰協(xié)商通過(guò)且協(xié)調(diào)器需要與該終端設(shè)備進(jìn)行組播 密鑰協(xié)商，則協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備進(jìn)行組播密鑰通告過(guò)程。所述認(rèn)證接入方法中的組播密鑰通告過(guò)程為步驟51]單播密鑰協(xié)商成功后，協(xié)調(diào)器要建立或更新組播密鑰時(shí)，首先利用 通告主密鑰計(jì)算組播密鑰，然后使用單播密鑰中的加密密鑰對(duì)通告主密鑰進(jìn)行 加密，生成組播密鑰通告標(biāo)識(shí)，最后將組播密鑰通告標(biāo)識(shí)、已加密的組播通告 主密鑰和消息鑒別碼組成組播密鑰通告發(fā)送給終端設(shè)備；所述的消息鑒別碼是 協(xié)調(diào)器利用組播密鑰中的鑒別密鑰對(duì)組播密鑰通告標(biāo)識(shí)和己加密的組播通告主 密鑰計(jì)算得到的消息鑒別碼；步驟52]終端設(shè)備收到組播密鑰通告后，首先驗(yàn)證組播密鑰通告標(biāo)識(shí)并利用 通告主密鑰計(jì)算組播密鑰，然后繼續(xù)驗(yàn)證協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼的有效性，若驗(yàn)證不通過(guò)，則組播密鑰協(xié)商失敗，若驗(yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備將組播密鑰通告標(biāo) 識(shí)和消息鑒別碼組成組播密鑰響應(yīng)發(fā)送給協(xié)調(diào)器；所述的消息鑒別碼是終端設(shè)備利用本地生成組播密鑰中的鑒別密鑰對(duì)組播密鑰通告標(biāo)識(shí)消息計(jì)算得到的消息鑒別碼；步驟53]協(xié)調(diào)器收到組播密鑰響應(yīng)后，協(xié)調(diào)器驗(yàn)證組播密鑰通告標(biāo)識(shí)的一致 性和終端設(shè)備的消息鑒別碼的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則組播密鑰協(xié)商失敗， 若驗(yàn)證通過(guò)，組播密鑰協(xié)商成功。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 終端設(shè)備經(jīng)認(rèn)證后才能連接到協(xié)調(diào)器，從而實(shí)現(xiàn)了終端設(shè)備到無(wú)線多跳 網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入。終端設(shè)備也可以對(duì)協(xié)調(diào)器進(jìn)行認(rèn)證，從而根據(jù)認(rèn)證結(jié)果判定 是否連接到該協(xié)調(diào)器。因此，提高了終端設(shè)備接入無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的安全性和性能。2、 終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器都定義了非受控端口和受控端口，并利用認(rèn)證結(jié)果對(duì) 它們進(jìn)行控制，從而形成端口訪問(wèn)控制體系，提高了終端設(shè)備接入無(wú)線多跳網(wǎng) 絡(luò)的安全性。3、 終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器為不同的安全服務(wù)定義了單播密鑰協(xié)商過(guò)程和組播密 鑰通告過(guò)程，從而保證了終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間的通信安全。4、 在基于ID方式下，采用了三元對(duì)等鑒別協(xié)議，可信中心為終端設(shè)備和 協(xié)調(diào)器提供公鑰撤銷(xiāo)表，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的雙向認(rèn)證，提高了終端設(shè)備 接入無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的安全性。5、 在基于ID方式下，由于基于ID的公鑰本身具有撤銷(xiāo)特性且基于ID的 公鑰長(zhǎng)度較短，所以減少了公鑰撤銷(xiāo)査詢的次數(shù)和減少了傳輸?shù)耐ㄐ帕?，從?提高了終端設(shè)備接入無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的性能。6、 在基于ID方式下，可信中心發(fā)送給協(xié)調(diào)器的信息在安全通道中傳輸， 而該安全通道可以利用協(xié)調(diào)器和可信中心的公私鑰對(duì)通過(guò)非交互方式建立，消 除了它們之間的密鑰協(xié)商過(guò)程且降低了可信中心發(fā)送給協(xié)調(diào)器的信息復(fù)雜度， 從而提高了終端設(shè)備接入無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的性能。


圖l為無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，其中圖1A為星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖， 圖IB為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，圖1C為簇型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，協(xié)調(diào)器用"參" 表示，終端設(shè)備用"〇"表示，通信信道用表示，S為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器且充當(dāng)頁(yè)網(wǎng)絡(luò)的可信中心；圖2是無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2中，A為請(qǐng)求認(rèn)證接 入的終端設(shè)備，B是A所關(guān)聯(lián)的協(xié)調(diào)器，S是該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的可信中心； 圖3是本發(fā)明方法中基于ID方式的認(rèn)證過(guò)程示意圖； 圖4是本發(fā)明方法中基于ID方式的單播密鑰協(xié)商過(guò)程示意圖； 圖5是本發(fā)明方法中組播密鑰協(xié)商過(guò)程示意圖； 圖6是本發(fā)明方法中基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證過(guò)程示意圖； 圖7是本發(fā)明方法中基于ID方式的認(rèn)證過(guò)程的流程示意圖；圖3、圖4、圖5、圖6中的符號(hào)意義如下協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)；N2終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)；N3協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢?cè)儐?wèn)；N4協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)；N5終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)；NM組播密鑰通告標(biāo)識(shí)；腿Ccu單播密鑰協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼；HMACTU單播密鑰協(xié)商時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼；醒CcM組播密鑰協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼；歷ACTM組播密鑰協(xié)商時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼；ADDID終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址的級(jí)聯(lián)值；PeccECC域參數(shù)；PlD基于ID的公共參數(shù)；SKll)-s可信中心私鑰；PKid-s可信中心公鑰；SKlD-t終端設(shè)備私鑰；PKm-t終端設(shè)備公鑰；協(xié)調(diào)器私鑰；協(xié)調(diào)器公鑰；IDc協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)；IDT終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)；IDS-CA無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中可信中心的CA證書(shū)的主體身份;無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)；TLr—pk終端設(shè)備公鑰的有效期；協(xié)調(diào)器公鑰的有效期；QFpk公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)；Ret接入結(jié)果；ReT終端設(shè)備公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果；Rec協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果；Resultc-pk協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢結(jié)果；SigT終端設(shè)備認(rèn)證請(qǐng)求簽名；Sigc協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名；Sigs公鑰撤銷(xiāo)查詢簽名；UEK單播加密密鑰；UCK單播完整性校驗(yàn)密鑰；UMAK單播消息鑒別密鑰；NMK組播通告主密鑰麗K,;已加密的組播通告主密鑰MEK組播加密密鑰；MCK組播完整性校驗(yàn)密鑰；N6協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)；N7終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)；Cca預(yù)共享密鑰認(rèn)證過(guò)程時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼；HMA"預(yù)共享密鑰認(rèn)證過(guò)程時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明適用于WAPI框架方法(TePA，基于三元對(duì)等鑒別的訪問(wèn)控制方法) 在包括無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)在內(nèi)的具體網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用時(shí)的安全應(yīng)用協(xié)議。在無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入系統(tǒng)中，認(rèn)證的目的是要在終端設(shè)備和它所關(guān) 聯(lián)的協(xié)調(diào)器之間建立信任，并對(duì)在它們之間的鏈路上傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。終 端設(shè)備和它所關(guān)聯(lián)的協(xié)調(diào)器屬于同一個(gè)管理域，也就是某個(gè)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)，而 該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的可信中心需要為該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備進(jìn)行配置，如 配置不同認(rèn)證及密鑰管理套件下的密鑰信息。在無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀，終端設(shè)備通過(guò)協(xié) 調(diào)器的信標(biāo)幀識(shí)別協(xié)調(diào)器所支持的認(rèn)證及密鑰管理套件，然后驗(yàn)證是否支持該 協(xié)調(diào)器信標(biāo)幀中的認(rèn)證及密鑰管理套件，若支持其中一種認(rèn)證及密鑰管理套件 且具有該認(rèn)證及密鑰管理套件下的密鑰信息，則終端設(shè)備向該協(xié)調(diào)器發(fā)送連接 請(qǐng)求命令。若終端設(shè)備支持該協(xié)調(diào)器信標(biāo)幀中的多種認(rèn)證及密鑰管理套件且具 有這些認(rèn)證及密鑰管理套件下的密鑰信息，則終端設(shè)備選定一種認(rèn)證及密鑰管 理套件，然后向協(xié)調(diào)器發(fā)送連接請(qǐng)求命令。連接請(qǐng)求命令中包含終端設(shè)備選定 的認(rèn)證及密鑰管理套件。當(dāng)協(xié)調(diào)器收到終端設(shè)備的連接請(qǐng)求命令后，協(xié)調(diào)器在終端設(shè)備選定的認(rèn)證 及密鑰管理套件下與該終端設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證過(guò)程，然后向該終端設(shè)備發(fā)送連接響 應(yīng)命令。若認(rèn)證成功，則協(xié)調(diào)器將該終端設(shè)備接入無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)，它發(fā)送的連 接響應(yīng)命令中包含一些接入信息，如分配的網(wǎng)絡(luò)地址。若認(rèn)證成功且協(xié)調(diào)器 需要與該終端設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié)商，則協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié) 商過(guò)程。若單播密鑰協(xié)商通過(guò)且協(xié)調(diào)器需要與該終端設(shè)備進(jìn)行組播密鑰協(xié)商， 則協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備進(jìn)行組播密鑰通告過(guò)程。終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器進(jìn)行認(rèn)證過(guò)程后將收到該協(xié)調(diào)器發(fā)送的連接響應(yīng)命令， 當(dāng)終端設(shè)備收到該協(xié)調(diào)器的連接響應(yīng)命令時(shí)，若終端設(shè)備與該協(xié)調(diào)器的認(rèn)證成 功且該協(xié)調(diào)器發(fā)送的連接響應(yīng)命令中包含一些接入信息，則終端設(shè)備連接到該 協(xié)調(diào)器，從而接入該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)。若終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)后收到該協(xié)調(diào)器發(fā)送 的單播密鑰協(xié)商請(qǐng)求命令，則終端設(shè)備與該協(xié)調(diào)器進(jìn)行單播密鑰協(xié)商過(guò)程。若 終端設(shè)備成功完成單播密鑰協(xié)商過(guò)程后收到該協(xié)調(diào)器發(fā)送的組播密鑰通告請(qǐng)求 命令，則終端設(shè)備與該協(xié)調(diào)器進(jìn)行組播密鑰通告過(guò)程。終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器都定義了非受控端口和受控端口，且具有端口控制能力。 非受控端口只能通行認(rèn)證協(xié)議數(shù)據(jù)包和認(rèn)證成功前的管理信息，而受控端口可 以通行應(yīng)用數(shù)據(jù)包。在終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器在認(rèn)證成功前，它們只能使用非受控 端口進(jìn)行通信，而只有在它們認(rèn)證成功后，它們才會(huì)打開(kāi)受控端口進(jìn)行通信。圖2是無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入系統(tǒng)，A為請(qǐng)求認(rèn)證接入的終端設(shè)備，B是A所關(guān)聯(lián)的協(xié)調(diào)器，S是該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的可信中心，并要求A和B都擁有S所 配置的密鑰信息，實(shí)線表示已認(rèn)證接入狀態(tài)，虛線表示需要進(jìn)行認(rèn)證接入的狀態(tài)。上述認(rèn)證及密鑰管理套件可A為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件和基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件。預(yù)共享密鑰分為三種第一種，預(yù)共享密鑰為整個(gè)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)共享的主密鑰；第二種，預(yù)共享密鑰為無(wú)線多跳 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備與該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的可信中心之間共享的主密鑰；第三種，預(yù)共 享密鑰為無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備之間的主密鑰。LR-WPAN、 HR-WPAN和WSN都支持這種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以這種認(rèn)證接入方法可適用于它們。當(dāng)認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，認(rèn)證過(guò)程 的具體實(shí)現(xiàn)如下，參見(jiàn)圖3。認(rèn)證過(guò)程的流程示意圖參見(jiàn)圖7。步驟1]當(dāng)協(xié)調(diào)器從終端設(shè)備發(fā)送的連接請(qǐng)求命令中得知終端設(shè)備選定的 認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，協(xié)調(diào)器進(jìn)行如下處理a) 利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)N,，詢問(wèn)也稱為挑戰(zhàn)字、隨機(jī)數(shù)等.b) 向終端設(shè)備發(fā)送協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)N,、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)IDc和協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TL C—PKo步驟2]終端設(shè)備收到步驟l]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 驗(yàn)證協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TLt-pk，若已經(jīng)逾期，則丟棄該信息；否則，利 用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2;b) 利用預(yù)安裝的ECC域參數(shù)P^產(chǎn)生用于ECDH交換的臨時(shí)私鑰x和臨時(shí)公 鑰x P;C)若終端設(shè)備需要請(qǐng)求對(duì)協(xié)調(diào)器公鑰PKm-e進(jìn)行撤銷(xiāo)查詢，則將公鑰撤銷(xiāo)査 詢標(biāo)識(shí)QFpK比特O的值為設(shè)為l;否則，設(shè)為0;d)終端設(shè)備使用終端設(shè)備私鑰SK^對(duì)公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK、協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢 問(wèn)Nh終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、臨時(shí)公鑰x'P、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)IDc、終端設(shè)備 的身份標(biāo)識(shí)IDT和終端設(shè)備公鑰的有效期TLT-pk進(jìn)行簽名計(jì)算，生成終端設(shè)備認(rèn) 證請(qǐng)求簽名SigT;e)向協(xié)調(diào)器發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpK、協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)Nb終端設(shè)備認(rèn)證 詢問(wèn)&、終端設(shè)備臨時(shí)公鑰x，P、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)IDe、終端設(shè)備公鑰PKnM 中的后兩個(gè)字段和終端設(shè)備所生成的終端設(shè)備認(rèn)證請(qǐng)求簽名SigT。步驟3]協(xié)調(diào)器收到步驟2]中終端設(shè)備發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理 a)驗(yàn)證協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)K和協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)I"是否與自己在步驟l]中發(fā)送的對(duì)應(yīng)值保持一致，若不一致，則丟棄該信息；b) 驗(yàn)證終端設(shè)備公鑰的有效期TLwK，若已經(jīng)逾期，則丟棄該信息；c) 級(jí)聯(lián)終端設(shè)備公鑰PKM中的后兩個(gè)字段、無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中可信中心的CA 證書(shū)的主體身份ID^和無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)ID^，構(gòu)成終端設(shè)備公鑰PK1D—t，然后 使用該終端設(shè)備公鑰PKM和預(yù)安裝的基于身份的公開(kāi)參數(shù)Pm驗(yàn)證終端設(shè)備認(rèn)證 請(qǐng)求簽名SigT，若簽名驗(yàn)證不成功，則丟棄該信息；d) 檢查公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpk的比特0，若比特0的值為1，則執(zhí)行e)操作；否則，執(zhí)行f)操作；e) 利用隨機(jī)數(shù)生成算法生成協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢?cè)儐?wèn)N3。若協(xié)調(diào)器也需要 請(qǐng)求對(duì)終端設(shè)備公鑰PKm-t進(jìn)行撤銷(xiāo)査詢，則將公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpk的比特1 的值設(shè)為l，向可信中心發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、協(xié) 調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢?cè)儐?wèn)N3、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT、終端設(shè)備的公鑰的有效期 TLT-PK、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)IDe和協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TLwK;否則，將公鑰撤銷(xiāo)查 詢標(biāo)識(shí)QFpK的比特l的值設(shè)為0，向可信中心發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK、終端 設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢?cè)儐?wèn)N3、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)IDc和協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TLc-pk;f) 若協(xié)調(diào)器需要請(qǐng)求對(duì)終端設(shè)備公鑰PK^進(jìn)行撤銷(xiāo)查詢，則將公鑰撤銷(xiāo)査 詢標(biāo)識(shí)QFpK的比特1的值設(shè)為1，利用隨機(jī)數(shù)生成算法生成協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢 詢問(wèn)仏，向可信中心發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpK、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢?cè)儐?wèn)N3、 終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT和設(shè)備的公鑰的有效期TLT-pk;否則，將公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo) 識(shí)QFpk的比特1的值設(shè)為0，利用預(yù)安裝的ECC域參數(shù)P^生成用于ECDH交換的 臨時(shí)私鑰y、臨時(shí)公鑰y P，使用自己的臨時(shí)私鑰y和步驟2中終端設(shè)備發(fā)送 的臨時(shí)公鑰x P進(jìn)行ECDH計(jì)算，得到主密鑰種子(x y P) abseissa，對(duì)其進(jìn)行 擴(kuò)展KD-HMAC-SHA256 ((x y P) abscissa, Nj |N2| i "base key expansion for key and additional nonce")，生成終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的基密鑰BK，生成接入結(jié)果Rew使用協(xié)調(diào)器私鑰SKnn:對(duì)公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)&、臨時(shí)公鑰y，P、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT和接入結(jié)果Re,進(jìn)行簽名計(jì)算，生成協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sigc;，向終端設(shè)備發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpK、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、臨時(shí)公鑰yP、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT、接入結(jié)果Re^n協(xié)調(diào) 器所生成的協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sige，然后執(zhí)行步驟6]。步驟4]可信中心收到步驟3]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 檢查公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpk的比特0和比特1的值，若比特0和比特1 的值都為1，則執(zhí)行b)操作；若比特0的值為1而比特1的值為0，則執(zhí)行c) 操作；若比特0的值為0而比特1的值為1，則執(zhí)行d)操作；b) 級(jí)聯(lián)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中可信中心的CA證書(shū)的主體身份IDs-c;a、無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)ID吣、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT和終端設(shè)備公鑰的有效期TU-pk，構(gòu)成終端設(shè) 備公鑰PKID-T，級(jí)聯(lián)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中可信中心的CA證書(shū)的主體身份IDs—eA、無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)KWt、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)瓜和協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TLc:-pk，構(gòu)成協(xié)調(diào)器公鑰PKID《，然后査詢可信中心中該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的基于ID的公鑰撤銷(xiāo)表， 生成終端設(shè)備公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果ReT和協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢結(jié)果Resulted,使用可信 中心私鑰SJd。-s對(duì)協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢結(jié)果Resulte—pk進(jìn)行簽名計(jì)算，生成公鑰撤 銷(xiāo)查詢簽名Sigs，向協(xié)調(diào)器發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢?cè)?問(wèn)N3、終端設(shè)備公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果ReT、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢結(jié)果ResulVpK和公鑰撤 銷(xiāo)查詢簽名Sigs。協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢結(jié)果Results由終端設(shè)備詢問(wèn)N2、協(xié)調(diào) 器公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果Ree、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)IDe和協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TL^k構(gòu)成；c) 級(jí)聯(lián)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中可信中心的CA證書(shū)的主體身份IDs_cA、無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò) 標(biāo)識(shí)IDNrt、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)I"和協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TUpk，構(gòu)成協(xié)調(diào)器公鑰 PK^，然后查詢可信中心中該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的基于身份的公鑰撤銷(xiāo)表，生成協(xié) 調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢結(jié)果Result ,使用可信中心私鑰SK^s對(duì)協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查 詢結(jié)果ResultoPK進(jìn)行簽名計(jì)算，生成公鑰撤銷(xiāo)査詢簽名Sigs，向協(xié)調(diào)器發(fā)送公 鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpk、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢?cè)儐?wèn)N3、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢結(jié)果 ResultoPK和公鑰撤銷(xiāo)查詢簽名Sigs;d) 級(jí)聯(lián)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中可信中心的CA證書(shū)的主體身份IDS-CA、無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò) 標(biāo)識(shí)ID險(xiǎn)、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT和終端設(shè)備公鑰的有效期TLT-pk，構(gòu)成終端設(shè) 備公鑰PKID-T，然后查詢可信中心中該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的基于身份的公鑰撤銷(xiāo)表， 生成終端設(shè)備公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果ReT，向協(xié)調(diào)器發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpk、協(xié)調(diào)器 公鑰撤銷(xiāo)查詢?cè)儐?wèn)N3和終端設(shè)備公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果ReT;可信中心向協(xié)調(diào)器發(fā)送的這些信息在協(xié)調(diào)器與可信中心之間和安全通道中 傳輸。該安全通道可由協(xié)調(diào)器和可信中心通過(guò)非交互方式建立，如協(xié)調(diào)器利 用自身的私鑰和可信中心公鑰生成會(huì)話密鑰，而可信中心利用自身的私鑰和協(xié) 調(diào)器公鑰生成會(huì)話密鑰。步驟5]協(xié)調(diào)器收到步驟4]中可信中心發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 驗(yàn)證公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK和協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢?cè)儐?wèn)Ns是否與步驟3 中協(xié)調(diào)器發(fā)送的對(duì)應(yīng)值一致，若不一致，則丟棄信息；否則，則檢査公鑰撤銷(xiāo) 查詢標(biāo)識(shí)QFpk的比特0和比特1的值，若比特0和比特1的值都為1,則執(zhí)行b) 操作；若比特0的值為1而比特1的值為0，則執(zhí)行c)操作；若比特0的值為0而比特1的值為1，則執(zhí)行d)操作；b) 驗(yàn)證終端設(shè)備公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果ReT。若終端設(shè)備公鑰PKm-t已被撤銷(xiāo)，則中止 該認(rèn)證過(guò)程；否則，執(zhí)行e)操作后協(xié)調(diào)器使用協(xié)調(diào)器私鑰SK^對(duì)公鑰撤銷(xiāo)查詢 標(biāo)識(shí)QF吣終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、臨時(shí)公鑰yP、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT、接 入結(jié)果Rez、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢結(jié)果ResultwK和公鑰撤銷(xiāo)査詢簽名Sigs進(jìn)行 簽名計(jì)算，生成協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sig"向終端設(shè)備發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí) QFpk、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、協(xié)調(diào)器臨時(shí)公鑰yP、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT、 接入結(jié)果Rei、協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢結(jié)果ResultwK、公鑰撤銷(xiāo)査詢簽名Sigs和協(xié) 調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sigc;c) 執(zhí)行e)操作后協(xié)調(diào)器使用協(xié)調(diào)器私鑰SKID—c:對(duì)公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFPK、終 端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、臨時(shí)公鑰yP、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT、接入結(jié)果R^、 協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)查詢結(jié)果ResultwK和公鑰撤銷(xiāo)査詢簽名Sigs進(jìn)行簽名計(jì)算，生 成協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sige，向終端設(shè)備發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK、終端設(shè)備 認(rèn)證詢問(wèn)N2、臨時(shí)公鑰y，P、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT、接入結(jié)果Re:、協(xié)調(diào)器 公鑰撤銷(xiāo)查詢結(jié)果ReSUlte-PK、公鑰撤銷(xiāo)查詢簽名Sigs和協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sigc;;d) 驗(yàn)證終端設(shè)備公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果ReT。若終端設(shè)備公鑰PK,d-t已被撤銷(xiāo)，則中止 該認(rèn)證過(guò)程；否則，執(zhí)行e)操作后協(xié)調(diào)器使用協(xié)調(diào)器私鑰SKnH;對(duì)公鑰撤銷(xiāo)査詢 標(biāo)識(shí)QFpK、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、臨時(shí)公鑰yP、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDt和接 入結(jié)果Ret進(jìn)行簽名計(jì)算，生成協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sigc，向終端設(shè)備發(fā)送公鑰 撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpk、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)N2、臨時(shí)公鑰y P、終端設(shè)備的身份標(biāo) 識(shí)IDT、接入結(jié)果Ret和協(xié)調(diào)器所生成的協(xié)調(diào)器認(rèn)證響應(yīng)簽名Sigc;e) 利用預(yù)安裝的ECC域參數(shù)Pecx生成用于ECDH交換的臨時(shí)私鑰y、臨時(shí)公鑰 y P，使用自己的臨時(shí)私鑰y和步驟2中終端設(shè)備發(fā)送的臨時(shí)公鑰x P進(jìn)行ECDH 計(jì)算，得到主密鑰種子(x*y*P) abs。issa，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展KD-HMAC-SHA256((x y P) abseil | |N21 | "base key expansion for key and additional nonce")，生成終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的基密鑰BK，生成接入結(jié)果步驟6]終端設(shè)備收到步驟3]或步驟5]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 驗(yàn)證終端設(shè)備詢問(wèn)N2、終端設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)IDT和公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)QFpK 的比特0的值是否與步驟2中終端設(shè)備發(fā)送的對(duì)應(yīng)值一致，若不一致，貝瞎棄 信息；b) 級(jí)聯(lián)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中可信中心的CA證書(shū)的主體身份IDs—eA、無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò) 標(biāo)識(shí)工D^t、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)IDe和協(xié)調(diào)器公鑰的有效期TLwK，構(gòu)成協(xié)調(diào)器公鑰 PK^，使用協(xié)調(diào)器公鑰PK^和預(yù)安裝的基于身份的公開(kāi)參數(shù)Pm驗(yàn)證協(xié)調(diào)器認(rèn)證 響應(yīng)簽名Sig"若簽名驗(yàn)證不成功，則丟棄該信息；c) 若公鑰撤銷(xiāo)査詢標(biāo)識(shí)QFpk的比特0的值為1時(shí)，則執(zhí)行d)操作；否則， 執(zhí)行e)操作；d) 使用可信中心公鑰PKn^s和預(yù)安裝的基于身份的公開(kāi)參數(shù)Pm驗(yàn)證公鑰撤銷(xiāo) 查詢簽名Sigs，若簽名驗(yàn)證不成功，則丟棄該信息；否則，驗(yàn)證協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)査詢結(jié)果Results中終端設(shè)備詢問(wèn)N2、協(xié)調(diào)器的身份標(biāo)識(shí)ia和協(xié)調(diào)器公鑰 的有效期TLwK的一致性以及協(xié)調(diào)器公鑰撤銷(xiāo)結(jié)果Rec。若滿足一致性且協(xié)調(diào)器公鑰未被撤銷(xiāo)，則執(zhí)行e)操作；否則，丟棄該信息；e) 終端設(shè)備使用自己的臨時(shí)私鑰x和協(xié)調(diào)器臨時(shí)公鑰y P進(jìn)行ECDH計(jì)算， 得到主密鑰種子(x y P) abscissa，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展KD-HMAC-SHA256 ((x y P) hSCiSsa, Ni| 1N21 | "base key expansion for key and additional nonce")， 生成終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的基密鑰BK。當(dāng)認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，單播密鑰 協(xié)商過(guò)程的具體實(shí)現(xiàn)如下，參見(jiàn)圖4。步驟l]認(rèn)證成功后，協(xié)調(diào)器要建立或更新單播密鑰時(shí)，協(xié)調(diào)器進(jìn)行如下處理協(xié)調(diào)器利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)N4，向終端設(shè)備發(fā) 送協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)N4;步驟2]終端設(shè)備收到步驟l]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 級(jí)聯(lián)終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址，得到終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址 的級(jí)聯(lián)值A(chǔ)DDID;b) 終端設(shè)備利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)N5，然后計(jì) 算KD-HMAC-SHA256 (BK ， ADDID| | N4| |N5M "pairwise key expansion forunicast and additional keys and nonce")，生成單播加密密鑰UEK、單播完 整性校驗(yàn)密鑰UCK和單播消息鑒別密鑰UMAK。 BK是終端設(shè)備在認(rèn)證過(guò)程中產(chǎn)生 的終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的基密鑰BK。c)用單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法對(duì)協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商 詢問(wèn)N4和終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)Ns進(jìn)行消息鑒別碼計(jì)算，生成單播密鑰協(xié) 商時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼HMAU，然后向協(xié)調(diào)器發(fā)送協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn) N4、終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)N5和單播密鑰協(xié)商時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼HMAC,步驟3]協(xié)調(diào)器收到步驟2]中終端設(shè)備發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 驗(yàn)證協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)N4的一致性，若不一致，則丟棄該信息；b) 級(jí)聯(lián)終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址，得到終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址 的級(jí)聯(lián)值A(chǔ)DDID。c) 計(jì)算KD-HMAC-SHA256 (BK ， ADDID| | N4| |N5| | "pairwise key expansion for unicast and additional keys and nonce")，生成單播力口密密鑰UEK、單 播完整性校驗(yàn)密鑰UCK和單播消息鑒別密鑰UMAK。 BK是終端設(shè)備在認(rèn)證過(guò)程中 產(chǎn)生的終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的基密鑰BK。利用所生成的單播消息鑒別密鑰 UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法本地計(jì)算協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)&和終端設(shè)備單 播密鑰協(xié)商詢問(wèn)Ns的消息鑒別碼，與所接收到信息中的單播密鑰協(xié)商時(shí)終端設(shè) 備的消息鑒別碼HMAU比較，若相同，則執(zhí)行操作d);否則，丟棄該信息。d) 用協(xié)調(diào)器所生成的單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法對(duì)終端 設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)Ns進(jìn)行消息鑒別碼計(jì)算，生成單播密鑰協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的 消息鑒別碼HMAC,然后向終端設(shè)備發(fā)送終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)Ns和單播密 鑰協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMAC,步驟4]終端設(shè)備收到步驟3]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 驗(yàn)證終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)N5的一致性，若不一致，則丟棄該信息;b) 利用本地所生成的單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法本地計(jì) 算終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)Ns的消息鑒別碼，與所接收到信息中的單播密鑰 協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMAC^比較，若相同，則單播密鑰協(xié)商成功；否則， 丟棄該信息。當(dāng)認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，組播密鑰 協(xié)商過(guò)程的具體實(shí)現(xiàn)如下，參見(jiàn)圖5。步驟l]單播密鑰協(xié)商成功后，協(xié)調(diào)器要建立或更新組播密鑰時(shí)，協(xié)調(diào)器進(jìn) 行如下處理a) 利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM和組播通告主密鑰麗K;b) 利用協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備之間的單播加密密鑰UEK對(duì)組播通告主密鑰麗K 進(jìn)行加密；c) 利用協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備之間的單播消息鑒別密鑰IJMAK通過(guò)HMAC-SHA256 算法對(duì)組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM和已加密的組播通告主密鑰麗KE進(jìn)行消息鑒別碼計(jì) 算，得到組播密鑰協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMAU。其中，組播密鑰通告標(biāo)識(shí) Nw為一個(gè)整數(shù)，存在初始值，在每次密鑰更新通告時(shí)該值加l。若通告的密鑰不 變，則該值保持不變。d) 向終端設(shè)備發(fā)送組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM、已加密的組播通告主密鑰腿Ke和 組播密鑰協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMACcm。步驟2]終端設(shè)備收到步驟1]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理-a) 利用協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備之間的單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256 算法本地計(jì)算組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM和已加密的組播通告主密鑰麗KE的消息鑒別 碼，與所接收到信息中的組播密鑰協(xié)商時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMACeM比較，若不 相同，則丟棄該信息；b) 檢查組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM是否單調(diào)遞增，若不是單調(diào)遞增，則丟棄該信c) 利用協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備之間的單播加密密鑰UEK對(duì)已加密的組播通告主 密鑰麗KE進(jìn)行解密，得到組播通告主密鑰NM，利用KD-HMAC-SHA256算法進(jìn)行 擴(kuò)展，則生成組播加密密鑰MEK和組播完整性校驗(yàn)密鑰MCK;d) 利用協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備之間的單播消息鑒別密鑰IMAK通過(guò)HMAC-SHA256 算法對(duì)組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM進(jìn)行消息鑒別碼計(jì)算，得到組播密鑰協(xié)商時(shí)終端設(shè) 備的消息鑒別碼HMACTM;e) 向協(xié)調(diào)器發(fā)送組播密鑰通告標(biāo)識(shí)Nw和組播密鑰協(xié)商時(shí)終端設(shè)備的消息鑒 別碼HMACTM。步驟3]協(xié)調(diào)器收到步驟2]中終端設(shè)備發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理 a)利用協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備之間的單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256 算法本地計(jì)算組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM的消息鑒別碼，與所接收到信息中的組播密 鑰協(xié)商時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼HMACm比較，若不相同，則丟棄該信息；b) 比較組播密鑰通告標(biāo)識(shí)NM與步驟1協(xié)調(diào)器所發(fā)送的對(duì)應(yīng)值，若相同，則 本次組播密鑰協(xié)商成功；否則，丟棄該信息。c) 利用KD-HMAC-SHA256算法對(duì)自己生成的組播通告主密鑰麗K進(jìn)行擴(kuò)展， 則生成組播加密密鑰MEK和組播完整性校驗(yàn)密鑰MCK。終端設(shè)備認(rèn)證接入之后，終端設(shè)備和可信中心利用公私鑰對(duì)采用基于ID的 非交互密碼分享形式建立安全通道。當(dāng)終端設(shè)備作為協(xié)調(diào)器運(yùn)行認(rèn)證接入時(shí)， 上述建立的安全通道也就可以保護(hù)認(rèn)證過(guò)程中協(xié)商器和可信中心之間的通信。當(dāng)認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)， 認(rèn)證過(guò)程的具體實(shí)現(xiàn)如下，參見(jiàn)圖6。步驟1]當(dāng)協(xié)調(diào)器從終端設(shè)備發(fā)送的連接請(qǐng)求命令中得知終端設(shè)備選定的 認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件且得知預(yù)共 享密鑰的種類(lèi)時(shí)，協(xié)調(diào)器進(jìn)行如下處理協(xié)調(diào)器使用KD-HMAC-SHA256對(duì)本地存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備之間的共享 密鑰進(jìn)行擴(kuò)展得到相應(yīng)的基密鑰BK，然后協(xié)調(diào)器利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生協(xié)調(diào)器 預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N6，向終端設(shè)備發(fā)送協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N6。 若預(yù)共享密鑰為第一種和第二種，則上面使用的本地存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)器與該終端設(shè) 備之間的共享密鑰都為第一種預(yù)共享密鑰；否則，為第三種預(yù)共享密鑰；步驟2]終端設(shè)備收到步驟1]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 終端設(shè)備使用KD-HMAC-SHA256對(duì)本地存儲(chǔ)的終端設(shè)備與該協(xié)調(diào)器之間共 享密鑰進(jìn)行擴(kuò)展得到相應(yīng)的基密鑰BK。若預(yù)共享密鑰為第一種和第二種，則上 面使用的本地存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備之間的共享密鑰都為第一種預(yù)共享密 鑰；否則，為第三種預(yù)共享密鑰；b) 級(jí)聯(lián)終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址，得到終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址 的級(jí)聯(lián)值A(chǔ)DDID;c) 終端設(shè)備利用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N7，然 后計(jì)算KD-HMAOSHA256 (BK ， ADDID! | N6| |N7| | "pairwise key expansion for unicast and additional keys and nonce"),生成單播加密密鑰UEK、單播完 整性校驗(yàn)密鑰UCK和單播消息鑒別密鑰UMAK。d)用單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法對(duì)協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的 認(rèn)證詢問(wèn)N6和終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N7進(jìn)行消息鑒別碼計(jì)算，生成預(yù) 共享密鑰認(rèn)證過(guò)程時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼HMAC ,然后向協(xié)調(diào)器發(fā)送協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N"終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N7和預(yù)共享密鑰認(rèn)證 過(guò)程時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼HMACTA。3]協(xié)調(diào)器收到步驟2中終端設(shè)備發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理-a) 驗(yàn)證協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)Ne的一致性，若不一致，則丟棄該信息；b) 級(jí)聯(lián)終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址，得到終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的MAC地址 的級(jí)聯(lián)值A(chǔ)DDID。c) 計(jì)算KD-HMAC-SHA256 (BK ， ADDID| | N6| |N7| | "pairwise key expansion for unicast and additional keys and醒ce")，生成單播力口密密鑰UEK、單 播完整性校驗(yàn)密鑰UCK和單播消息鑒別密鑰UMAK。利用所生成的單播消息鑒別 密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法本地計(jì)算協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)Ne和終 端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N7的消息鑒別碼，與所接收到信息中的預(yù)共享密 鑰認(rèn)證過(guò)程時(shí)終端設(shè)備的消息鑒別碼HMACTA比較，若相同，則執(zhí)行操作d);否 則，丟棄該信息。d) 用協(xié)調(diào)器所生成的單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法對(duì)終端 設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N7進(jìn)行消息鑒別碼計(jì)算，生成預(yù)共享密鑰認(rèn)證過(guò)程 時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMACeA，然后向終端設(shè)備發(fā)送終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證 詢問(wèn)N7和預(yù)共享密鑰認(rèn)證過(guò)程時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMACca。4]終端設(shè)備收到步驟3中協(xié)調(diào)器發(fā)送的信息后，進(jìn)行如下處理a) 驗(yàn)證終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N7的一致性，若不一致，則丟棄該 梓自.I r 'S、，b) 利用本地所生成的單播消息鑒別密鑰UMAK通過(guò)HMAC-SHA256算法本地計(jì) 算終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)N7的消息鑒別碼，與所接收到信息中的預(yù)共 享密鑰認(rèn)證過(guò)程時(shí)協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼HMAQ:a比較，若相同，則認(rèn)證成功；否則，丟棄該信息。當(dāng)認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)， 若協(xié)調(diào)器與終端設(shè)備首次進(jìn)行單播密鑰協(xié)商，則單播密鑰協(xié)商過(guò)程與認(rèn)證過(guò)程 相同，具體實(shí)現(xiàn)參見(jiàn)圖6;否則，單播密鑰協(xié)商過(guò)程與基于ID方式下的單播密 鑰協(xié)商過(guò)程相同，具體實(shí)現(xiàn)參見(jiàn)圖4。當(dāng)認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)， 組播密鑰通告過(guò)程與基于ID方式下的組播密鑰通告過(guò)程相同，具體參見(jiàn)圖5。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于其包括以下步驟步驟11]定義終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的非受控端口和受控端口，使得終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的非受控端口通行認(rèn)證協(xié)議數(shù)據(jù)包及管理信息，終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器的受控端口通行應(yīng)用數(shù)據(jù)包；步驟12]協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀；所述信標(biāo)幀中包括協(xié)調(diào)器所支持的認(rèn)證及密鑰管理套件；步驟13]當(dāng)終端設(shè)備收到協(xié)調(diào)器的信標(biāo)幀時(shí)，終端設(shè)備選定認(rèn)證及密鑰管理套件，然后向協(xié)調(diào)器發(fā)送連接請(qǐng)求命令；所述連接請(qǐng)求命令包括終端設(shè)備選定的認(rèn)證及密鑰管理套件；步驟14]當(dāng)協(xié)調(diào)器收到終端設(shè)備的連接請(qǐng)求命令時(shí)，協(xié)調(diào)器根據(jù)終端設(shè)備選定的認(rèn)證及密鑰管理套件與該終端設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證過(guò)程；步驟15]若認(rèn)證成功，則協(xié)調(diào)器打開(kāi)受控端口，允許該終端設(shè)備接入無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)向該終端設(shè)備發(fā)送連接響應(yīng)命令；終端設(shè)備收到該協(xié)調(diào)器的連接響應(yīng)命令后，打開(kāi)受控端口，從而接入到該無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于所 述認(rèn)證及密鑰管理套件包括基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件和基于 ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于 所述終端設(shè)備選定的認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，所述步驟14]的具體認(rèn)證過(guò)程為步驟21]當(dāng)協(xié)調(diào)器從終端設(shè)備發(fā)送的連接請(qǐng)求命令中得知終端設(shè)備選定的 認(rèn)證及密鑰管理套件為基于ID方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，生成協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)，然后協(xié)調(diào)器將協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)和協(xié)調(diào)器公鑰組成認(rèn)證激活發(fā)送給終端設(shè)備；步驟22]終端設(shè)備收到認(rèn)證激活后，驗(yàn)證協(xié)調(diào)器公鑰的有效性；若驗(yàn)證不通 過(guò)，則丟棄該認(rèn)證激活，若驗(yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備生成終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)、公 鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)和終端設(shè)備臨時(shí)公鑰，然后將終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)、協(xié)調(diào)器認(rèn)證 詢問(wèn)、終端設(shè)備公鑰、公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)、終端設(shè)備臨時(shí)公鑰以及終端設(shè)備對(duì) 前面五項(xiàng)信息的簽名組成認(rèn)證請(qǐng)求發(fā)送給協(xié)調(diào)器；步驟23]協(xié)調(diào)器收到認(rèn)證請(qǐng)求后，驗(yàn)證認(rèn)證請(qǐng)求簽名的合法性、協(xié)調(diào)器認(rèn)證詢問(wèn)的一致性和終端設(shè)備臨時(shí)公鑰的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則認(rèn)證失敗，若 驗(yàn)證通過(guò)，根據(jù)公鑰撤銷(xiāo)查詢標(biāo)識(shí)決定是否進(jìn)行公鑰撤銷(xiāo)査詢；如果不進(jìn)行公 鑰撤銷(xiāo)查詢，協(xié)調(diào)器生成協(xié)調(diào)器臨時(shí)公鑰和接入結(jié)果，然后協(xié)調(diào)器將公鑰撤銷(xiāo) 查詢標(biāo)識(shí)、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)、協(xié)調(diào)器臨時(shí)公鑰、接入結(jié)果以及協(xié)調(diào)器對(duì)前面 四項(xiàng)信息的簽名組成認(rèn)證響應(yīng)發(fā)送給終端設(shè)備，然后進(jìn)行步驟27];如果進(jìn)行公鑰撤銷(xiāo)査詢，協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢請(qǐng)求；步驟24]可信中心收到公鑰撤銷(xiāo)查詢請(qǐng)求后，驗(yàn)證公鑰撤銷(xiāo)査詢請(qǐng)求信息后 向協(xié)調(diào)器發(fā)送公鑰撤銷(xiāo)查詢響應(yīng)；步驟25]協(xié)調(diào)器收到公鑰撤銷(xiāo)查詢響應(yīng)后，驗(yàn)證公鑰撤銷(xiāo)査詢響應(yīng)信息后向 設(shè)備發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)；同時(shí)，協(xié)調(diào)器根據(jù)終端設(shè)備臨時(shí)公鑰和協(xié)調(diào)器臨時(shí)私鑰生 成終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間的基密鑰；步驟26]終端設(shè)備收到認(rèn)證響應(yīng)后，驗(yàn)證認(rèn)證響應(yīng)信息，若驗(yàn)證不通過(guò)，則 認(rèn)證失敗；若驗(yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備根據(jù)終端設(shè)備臨時(shí)公鑰和協(xié)調(diào)器臨時(shí)私鑰 生成終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間的基密鑰，認(rèn)證成功；步驟27]終端設(shè)備收到步驟23]中協(xié)調(diào)器發(fā)送的認(rèn)證響應(yīng)后，驗(yàn)證認(rèn)證響應(yīng) 的簽名的有效性、終端設(shè)備認(rèn)證詢問(wèn)的一致性和接入結(jié)果；若驗(yàn)證不通過(guò)，則 認(rèn)證失?。蝗趄?yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備根據(jù)終端設(shè)備臨時(shí)公鑰和協(xié)調(diào)器臨時(shí)私鑰 生成終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間的基密鑰，認(rèn)證成功。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于所 述認(rèn)證接入方法還包括終端設(shè)備成功連接到該協(xié)調(diào)器時(shí)，協(xié)調(diào)器與終端設(shè)備進(jìn) 行單播密鑰協(xié)商。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于 所述單播密鑰協(xié)商過(guò)程為步驟41]認(rèn)證成功后，協(xié)調(diào)器需要建立或更新單播密鑰時(shí)，生成協(xié)調(diào)器單播 密鑰協(xié)商詢問(wèn)，協(xié)調(diào)器將協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)組成單播密鑰協(xié)商請(qǐng)求發(fā)送 給終端設(shè)備；步驟42]終端設(shè)備收到單播密鑰協(xié)商請(qǐng)求后，生成終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢 問(wèn)，根據(jù)基密鑰、協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)和終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)生成 終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的單播密鑰；然后將協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)、終端設(shè) 備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)和消息鑒別碼組成的單播密鑰協(xié)商響應(yīng)發(fā)送給協(xié)調(diào)器；所述的消息鑒別碼是終端設(shè)備根據(jù)協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)和終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)計(jì)算得到的消息鑒別碼；步驟43]協(xié)調(diào)器收到單播密鑰協(xié)商響應(yīng)后，根據(jù)基密鑰、協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié) 商詢問(wèn)和終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)計(jì)算單播密鑰，然后驗(yàn)證協(xié)調(diào)器單播密鑰 協(xié)商詢問(wèn)的一致性和終端設(shè)備的消息鑒別碼的有效性，若驗(yàn)證不通過(guò)，則單播 密鑰協(xié)商失敗；若驗(yàn)證通過(guò)，則協(xié)調(diào)器將協(xié)調(diào)器單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)以及對(duì)終端 設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢問(wèn)計(jì)算的消息鑒別碼組成的單播密鑰協(xié)商確認(rèn)發(fā)送給終端 設(shè)備；步驟44]終端設(shè)備收到單播密鑰協(xié)商確認(rèn)后，驗(yàn)證終端設(shè)備單播密鑰協(xié)商詢 問(wèn)的一致性和協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則單播密鑰協(xié)商 失?。蝗趄?yàn)證通過(guò)，則單播密鑰協(xié)商成功。
6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于所述終端設(shè)備選定的認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及 密鑰管理套件時(shí)，所述步驟14]的具體認(rèn)證過(guò)程為步驟101]當(dāng)協(xié)調(diào)器從終端設(shè)備發(fā)送的連接請(qǐng)求命令中得知終端設(shè)備選定的 認(rèn)證及密鑰管理套件為基于預(yù)共享密鑰方式的認(rèn)證及密鑰管理套件時(shí)，協(xié)調(diào)器 首先對(duì)本地存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)器與該終端設(shè)備之間的預(yù)共享密鑰進(jìn)行擴(kuò)展得到相應(yīng)的 基密鑰，生成協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)，然后將協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證 詢問(wèn)組成認(rèn)證請(qǐng)求發(fā)送給終端設(shè)備；步驟102]終端設(shè)備收到認(rèn)證請(qǐng)求后，首先對(duì)本地存儲(chǔ)的協(xié)調(diào)器與該終端設(shè) 備之間的預(yù)共享密鑰進(jìn)行擴(kuò)展得到相應(yīng)的基密鑰，生成終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的 認(rèn)證詢問(wèn)，根據(jù)該基密鑰、協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和終端設(shè)備預(yù)共享密 鑰的認(rèn)證詢問(wèn)生成終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的單播密鑰，然后將協(xié)調(diào)器預(yù)共享密 鑰的認(rèn)證詢問(wèn)、終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和消息鑒別碼組成的認(rèn)證響應(yīng) 發(fā)送給協(xié)調(diào)器；所述的消息鑒別碼是終端設(shè)備根據(jù)協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢 問(wèn)和終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)計(jì)算得到的消息鑒別碼；步驟103]協(xié)調(diào)器收到認(rèn)證響應(yīng)后，根據(jù)步驟101]中生成的基密鑰、協(xié)調(diào)器 預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)計(jì)算單播密鑰，然后 驗(yàn)證協(xié)調(diào)器預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)的一致性和終端設(shè)備的消息鑒別碼的有效 性，若驗(yàn)證不通過(guò)，則認(rèn)證失??；若驗(yàn)證通過(guò)，則協(xié)調(diào)器將終端設(shè)備預(yù)共享密 鑰的認(rèn)證詢問(wèn)和協(xié)調(diào)器對(duì)終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)計(jì)算的消息鑒別碼組成的認(rèn)證確認(rèn)發(fā)送給終端設(shè)備；步驟104]終端設(shè)備收認(rèn)證確認(rèn)后，驗(yàn)證終端設(shè)備預(yù)共享密鑰的認(rèn)證詢問(wèn)的 一致性和協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則認(rèn)證失敗，若驗(yàn)證 通過(guò)，認(rèn)證成功。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于-所述認(rèn)證接入方法還包括終端設(shè)備成功連接到該協(xié)調(diào)器時(shí)，協(xié)調(diào)器與終端設(shè)備進(jìn)行單播密鑰協(xié)商。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于 協(xié)調(diào)器與設(shè)備認(rèn)證成功后，協(xié)調(diào)器需要建立或更新單播密鑰時(shí)，協(xié)調(diào)器判斷是不是首次單播密鑰協(xié)商；如果是首次單播密鑰協(xié)商，則其過(guò)程與認(rèn)證過(guò)程 相同，如果不是首次單播密鑰協(xié)商，則其過(guò)程與基于ID方式下的單播密鑰協(xié)商 過(guò)程相同。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4或5或7或8所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征 在于所述認(rèn)證接入方法還包括單播密鑰協(xié)商完成后的協(xié)調(diào)器與終端設(shè)備進(jìn)行 組播密鑰通告的過(guò)程；若單播密鑰協(xié)商通過(guò)且協(xié)調(diào)器需要與該終端設(shè)備進(jìn)行組播密鑰協(xié)商，則協(xié) 調(diào)器與該終端設(shè)備進(jìn)行組播密鑰通告過(guò)程。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法，其特征在于-所述認(rèn)證接入方法中的組播密鑰通告過(guò)程為步驟51]單播密鑰協(xié)商成功后，協(xié)調(diào)器要建立或更新組播密鑰時(shí)，首先利用 通告主密鑰計(jì)算組播密鑰，然后使用單播密鑰中的加密密鑰對(duì)通告主密鑰進(jìn)行 加密，生成組播密鑰通告標(biāo)識(shí)，最后將組播密鑰通告標(biāo)識(shí)、已加密的組播通告 主密鑰和消息鑒別碼組成組播密鑰通告發(fā)送給終端設(shè)備；所述的消息鑒別碼是 協(xié)調(diào)器利用組播密鑰中的鑒別密鑰對(duì)組播密鑰通告標(biāo)識(shí)和已加密的組播通告主 密鑰計(jì)算得到的消息鑒別碼；步驟52]終端設(shè)備收到組播密鑰通告后，首先驗(yàn)證組播密鑰通告標(biāo)識(shí)并利用 通告主密鑰計(jì)算組播密鑰，然后繼續(xù)驗(yàn)證協(xié)調(diào)器的消息鑒別碼的有效性，若驗(yàn) 證不通過(guò)，則組播密鑰協(xié)商失敗，若驗(yàn)證通過(guò)，則終端設(shè)備將組播密鑰通告標(biāo) 識(shí)和消息鑒別碼組成組播密鑰響應(yīng)發(fā)送給協(xié)調(diào)器；所述的消息鑒別碼是終端設(shè) 備利用本地生成組播密鑰中的鑒別密鑰對(duì)組播密鑰通告標(biāo)識(shí)消息計(jì)算得到的消 息鑒別碼；步驟53]協(xié)調(diào)器收到組播密鑰響應(yīng)后，協(xié)調(diào)器驗(yàn)證組播密鑰通告標(biāo)識(shí)的一致 性和終端設(shè)備的消息鑒別碼的有效性；若驗(yàn)證不通過(guò)，則組播密鑰協(xié)商失敗，若驗(yàn)證通過(guò)，組播密鑰協(xié)商成功。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入方法。其適用于WAPI框架方法(TePA，基于三元對(duì)等鑒別的訪問(wèn)控制方法)在包括無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)和無(wú)線個(gè)域網(wǎng)在內(nèi)的具體網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用時(shí)的安全應(yīng)用協(xié)議。終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器具有端口控制能力，協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀后，終端設(shè)備選定認(rèn)證及密鑰管理套件發(fā)送連接請(qǐng)求命令協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器根據(jù)終端設(shè)備選定的認(rèn)證及密鑰管理套件與該終端設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證結(jié)束后，向該終端設(shè)備發(fā)送連接響應(yīng)命令；終端設(shè)備與協(xié)調(diào)器根據(jù)認(rèn)證結(jié)果對(duì)端口進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證接入。其解決了現(xiàn)有無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證方法存在安全隱患的技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04L29/06GK101232378SQ20081000519
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
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