CN111615110B - 一种节点存储n的节点与基站双向认证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，目的在于为了寻找更为有效的防止重放攻击的实现方案，其包括如下步骤：获取基站下发的基站标识符，将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与基站标识符连接并生成节点响应值；发送节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值至基站，接收基站返回的基站响应值；通过节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值，判断基站响应验证值与基站响应值是否一致，若是，则基站认证通过。本发明一种节点存储N的节点与基站双向认证方法采用节点N值参与双向认证并使得N值单向增长的方式，有效防止了重放攻击。

Description

一种节点存储N的节点与基站双向认证方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体而言，本发明涉及一种节点存储N的节点与基站双向认证方法。

背景技术

无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音、视频、分组数据、消息接发、广播等各种类型的通信内容。这些系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如，时间、频率和功率)来支持与多个用户通信的多址系统。此类多址系统的示例包括码分多址系统、时分多址系统、频分多址系统、以及正交频分多址系统。一般而言，无线多址通信系统可包括数个基站，每一基站同时支持多个用户设备的通信。基站可在下行和上行链路上与诸设备通信。每一基站具有覆盖范围，其可被称为基站或蜂窝小区的覆盖区域。

彼此邻近的设备也可经由设备到设备或基于邻近度的服务通信来直接通信。然而，这种直接通信包括潜在的安全性弱点。具体地，例如，参与设备到设备发现通信的设备可能会遭受流氓基站的重放攻击。

发明内容

为了寻找更为有效的防止重放攻击的实现方案，本发明提供了一种节点存储N的节点与基站双向认证方法。

方案一：

提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，所述节点存储N的节点与基站双向认证方法包括如下步骤：

获取基站下发的基站标识符，将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与所述基站标识符连接并生成节点响应值；

发送所述节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值至所述基站，接收所述基站返回的基站响应值；

通过所述节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值，判断所述基站响应验证值与所述基站响应值是否一致，若是，则所述基站认证通过。

优选地，所述将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与所述基站标识符连接并生成节点响应值包括如下步骤：

将所述基站标识符和节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值连接；

对连接后的所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值使用哈希算法生成节点响应值。

优选地，所述通过所述节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值包括如下步骤：

连接所述节点标识符、节点密钥和节点N值并使用哈希算法生成基站响应验证值。

优选地，所述基站认证通过之后，包括步骤：

将所述节点N值按照预设规则递增。

优选地，所述获取基站下发的基站标识符包括如下步骤：

通过无线接入点获取基站下发的基站标识符。

方案二：

提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，所述节点存储N的节点与基站双向认证方法包括如下步骤：

广播基站标识符，建立包含每个节点的节点标识符和节点N值的索引表；

接收节点发送的节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值，并基于所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值；

判断所述节点响应验证值和所述节点响应值是否一致，若是，则所述节点认证通过；

基于所述节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值，并将所述基站响应值返回至节点。

优选地，所述广播基站标识符包括如下步骤：

基站广播基站标识符；

无线接入点收到所述基站标识符并进行转发和广播。

优选地，所述基于所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值包括如下步骤：

将所述基站标识符和节点标识符、节点密钥、节点N值连接；

对连接后的所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值使用哈希算法生成节点响应验证值。

优选地，所述基于所述节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值包括如下步骤：

连接所述节点标识符、节点密钥和节点N值并使用哈希算法生成基站响应值。

方案三：

提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，所述节点存储N的节点与基站双向认证方法包括如下步骤：

基站广播基站标识符，建立包含每个节点的节点标识符和节点N值的索引表；接收节点发送的节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值，并基于所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值；判断所述节点响应验证值和所述节点响应值是否一致，若是，则所述节点认证通过；基于所述节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值，并将所述基站响应值返回至节点；

节点获取基站下发的基站标识符，将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与所述基站标识符连接并生成节点响应值；发送所述节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值至所述基站，接收所述基站返回的基站响应值；通过所述节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值，判断所述基站响应验证值与所述基站响应值是否一致，若是，则所述基站认证通过。

与现有技术相比，本发明一种节点存储N的节点与基站双向认证方法具有如下技术效果：

本发明一种节点存储N的节点与基站双向认证方法采用节点N值参与双向认证并使得N值单向增长的方式，有效防止了重放攻击。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法的流程示意图；

图3为本发明另一个实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如202、204等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法的应用场景示意图，如图1所示，本发明实施例应用于节点100与基站200的认证过程中，下面将以图1为例进行解释说明本发明实施例。

请参阅图2，图2示出了本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法的流程示意图，值得注意的是，图2是以节点100为执行主体，如图2所示，本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法包括步骤S101—S105，具体如下：

步骤S101：获取基站下发的基站标识符，将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与所述基站标识符连接并生成节点响应值。

在一些实施方式中，获取基站下发的基站标识符(BaseID)包括如下步骤：监听并收取待接入网络中的基站标识符。

需要注意的是，在一些实施方式中，在复杂无线网络中，获取基站下发的基站标识符还可以通过无线接入点获取基站下发的基站标识符。

具体地，将节点标识符(NodeID)、节点密钥(NodeKey)、按照预设规则单向增长的节点N值与基站标识符连接并生成节点响应值包括如下步骤：

将基站标识符和节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值连接；

对连接后的基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值使用哈希算法生成节点响应值。

哈希算法就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。示例地，假设节点响应值为NodeRES，则节点响应值NodeRES的生成方式如下：

NodeRES＝Hash(BaseID+NodeID+NodeKey+N)。

步骤S103：发送所述节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值至所述基站，接收所述基站返回的基站响应值。

步骤S105：通过所述节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值，判断所述基站响应验证值与所述基站响应值是否一致，若是，则所述基站认证通过。

在一些实施方式中，通过节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值包括如下步骤：

连接节点标识符、节点密钥和节点N值并使用哈希算法生成基站响应验证值。

在一些实施方式中，在基站认证通过之后，包括步骤：将节点N值按照预设规则递增。这样，通过参与认证的单向增长的节点N值就能够有效防止重放攻击。

与现有技术相比，本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法具有如下技术效果：

本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法采用节点N值参与双向认证并使得N值单向增长的方式，有效防止了重放攻击。

基于同本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法相同的发明构思，本发明另一实施例提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法。

请参阅图3，图3示出了本发明另一实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法的流程示意图，值得注意的是，图3是以基站200为执行主体，如图3所示，本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法包括步骤S202—S208，具体如下：

步骤S202：广播基站标识符，建立包含每个节点的节点标识符和节点N值的索引表。

在一些实施方式中，广播基站标识符包括如下步骤：

基站广播基站标识符；

无线接入点收到基站标识符并进行转发和广播。

步骤S204：接收节点发送的节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值，并基于所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值。

在一些实施方式中，基于基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值包括如下步骤：

将基站标识符和节点标识符、节点密钥、节点N值连接；

对连接后的基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值使用哈希算法生成节点响应验证值。

步骤S206：判断所述节点响应验证值和所述节点响应值是否一致，若是，则所述节点认证通过。

步骤S208：基于所述节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值，并将所述基站响应值返回至节点。

在一些实施方式中，基于节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值包括如下步骤：

连接节点标识符、节点密钥和节点N值并使用哈希算法生成基站响应值。

示例地，假设基站响应值为BaseRET，基站响应验证值为NodeRET，则基站响应值BaseRET，具体计算方式如下：

BaseRET＝Hash(NodeID+NodeKey+N)；

当节点100收到基站响应值为BaseRET后，就会计算基站响应验证值NodeRET，具体计算方式如下：

NodeRET＝Hash(NodeID+NodeKey+N)；

这样，当BaseRET＝NodeRET时，则节点100认证该基站200通过。

与现有技术相比，本发明另一实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法具有如下技术效果：

另一实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法采用节点N值参与双向认证并使得N值单向增长的方式，有效防止了重放攻击。

基于同本发明实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法相同的发明构思，本发明又一实施例提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，其包括如下步骤：

基站广播基站标识符，建立包含每个节点的节点标识符和节点N值的索引表；接收节点发送的节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值，并基于基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值；判断节点响应验证值和所述节点响应值是否一致，若是，则节点认证通过；基于节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值，并将基站响应值返回至节点；

节点获取基站下发的基站标识符，将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与基站标识符连接并生成节点响应值；发送节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值至基站，接收基站返回的基站响应值；通过节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值，判断基站响应验证值与所述基站响应值是否一致，若是，则基站认证通过。

需要说明的是，本发明又一实施例提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法的技术构思与本发明实施例提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法、本发明另一实施例提供一种节点存储N的节点与基站双向认证方法相同，因此，其说明解释可以参照上述，此处不再赘述。

与现有技术相比，本发明又一实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法具有如下技术效果：

本发明又一实施例一种节点存储N的节点与基站双向认证方法采用节点N值参与双向认证并使得N值单向增长的方式，有效防止了重放攻击。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述节点存储N的节点与基站双向认证方法包括如下步骤：

获取基站下发的基站标识符，将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与所述基站标识符连接并生成节点响应值；

发送所述节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值至所述基站，接收所述基站返回的基站响应值；

通过所述节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值，判断所述基站响应验证值与所述基站响应值是否一致，若是，则所述基站认证通过。

2.如权利要求1所述的节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与所述基站标识符连接并生成节点响应值包括如下步骤：

将所述基站标识符和节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值连接；

对连接后的所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值使用哈希算法生成节点响应值。

3.如权利要求1所述的节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述通过所述节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值包括如下步骤：

连接所述节点标识符、节点密钥和节点N值并使用哈希算法生成基站响应验证值。

4.如权利要求1所述的节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述基站认证通过之后，包括步骤：

将所述节点N值按照预设规则递增。

5.如权利要求1所述的节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述获取基站下发的基站标识符包括如下步骤：

通过无线接入点获取基站下发的基站标识符。

6.一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述节点存储N的节点与基站双向认证方法包括如下步骤：

广播基站标识符，建立包含每个节点的节点标识符和节点N值的索引表；

接收节点发送的节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值，并基于所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值；

判断所述节点响应验证值和所述节点响应值是否一致，若是，则所述节点认证通过；

基于所述节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值，并将所述基站响应值返回至节点。

7.如权利要求6所述的节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述广播基站标识符包括如下步骤：

基站广播基站标识符；

无线接入点收到所述基站标识符并进行转发和广播。

8.如权利要求6所述的节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述基于所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值包括如下步骤：

将所述基站标识符和节点标识符、节点密钥、节点N值连接；

对连接后的所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值使用哈希算法生成节点响应验证值。

9.如权利要求6所述的节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述基于所述节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值包括如下步骤：

连接所述节点标识符、节点密钥和节点N值并使用哈希算法生成基站响应值。

10.一种节点存储N的节点与基站双向认证方法，其特征在于，所述节点存储N的节点与基站双向认证方法包括如下步骤：

基站广播基站标识符，建立包含每个节点的节点标识符和节点N值的索引表；接收节点发送的节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值，并基于所述基站标识符、节点标识符、节点密钥以及节点N值生成节点响应验证值；判断所述节点响应验证值和所述节点响应值是否一致，若是，则所述节点认证通过；基于所述节点标识符、节点密钥以及节点N值生成基站响应值，并将所述基站响应值返回至节点；

节点获取基站下发的基站标识符，将节点标识符、节点密钥、按照预设规则单向增长的节点N值与所述基站标识符连接并生成节点响应值；发送所述节点响应值、节点标识符、节点密钥以及节点N值至所述基站，接收所述基站返回的基站响应值；通过所述节点标识符、节点密钥和节点N值生成基站响应验证值，判断所述基站响应验证值与所述基站响应值是否一致，若是，则所述基站认证通过。

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