專利名稱：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理方法，且特別有關(guān)于一種無(wú)線網(wǎng)
絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法(KEY MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD FOR WIRELESS NETWORKS )。
背景技術(shù)：
圖1顯示符合全球互通微波存取(WiMAX)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。 WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包含兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商(Operator)，即網(wǎng)絡(luò)存取提供者 (Network Access Provider,簡(jiǎn)稱為NAP)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供貨商(Network Service Provider,簡(jiǎn)稱為NSP)。在WiMAX標(biāo)準(zhǔn)中，NAP通過(guò)一個(gè)或多個(gè)存取服 務(wù)網(wǎng)絡(luò)(Access Service Network,簡(jiǎn)稱為ASN)提供WiMAX無(wú)線存取服務(wù)。 一個(gè)NAP由多個(gè)ASN組成。NAP提供一組完整的功能給行動(dòng)終端(Mobile Station, MS)使用。對(duì)認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)(Authentication Authorization Accounting,簡(jiǎn)稱為AAA)基礎(chǔ)建設(shè)來(lái)說(shuō)，NAP轉(zhuǎn)送AAA信息到后端NSP 的AAA服務(wù)器。
另一方面，NSP是主要服務(wù)提供者，其由一至多個(gè)連結(jié)服務(wù)網(wǎng)絡(luò) (Connectivity Service Network,簡(jiǎn)稱為CSN)所組成。由于認(rèn)證是NSP提 供的其中一種服務(wù)，故AAA服務(wù)器通常存存放在CSN中?；谶@個(gè)架構(gòu)， ASN可作為一AAA代理服務(wù)器或一AAA認(rèn)證端。 一般來(lái)說(shuō)，ASN通常都 作為通信時(shí)的信息轉(zhuǎn)傳組件，每一個(gè)ASN包含一個(gè)或多個(gè)基地臺(tái)(Base Station,簡(jiǎn)稱為BS)。每一基地臺(tái)提供大范圍的無(wú)線存取范圍與通信機(jī)能 以利行動(dòng)終端使用。WiMAX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在認(rèn)證時(shí)使用可擴(kuò)充式認(rèn)證協(xié)議(Extensible Authentication Protocol,簡(jiǎn)稱為EAP)機(jī)制，包括EAP傳輸層安全性 (EAP-Transport Level Security,簡(jiǎn)稱為EAP-TLS) 、 EAP認(rèn)證和密鑰協(xié)商 協(xié)議(EAP-Authentication and Key Agreement Protocol,簡(jiǎn)稱為EAP-AKA)、 EAP訂用者身分模塊(EAP-Subscriber Identity Module,簡(jiǎn)稱為EAP-SIM)... 等等，其中EAP-TLS使用公鑰基礎(chǔ)建設(shè)(Public Key Infrastructure,簡(jiǎn)稱為 PKI)架構(gòu)，故為一具有高度安全的機(jī)制。WiMAX標(biāo)準(zhǔn)支持移動(dòng)性，其定 義了 "微切換(Micro Handoff)"與"宏切換(Macro Handoff)"的漫游機(jī) 制。"微切換"是指一行動(dòng)終端從某一個(gè)基地臺(tái)漫游到另一個(gè)基地臺(tái)的發(fā)射 范圍中，但這兩個(gè)基地臺(tái)是在同一個(gè)ASN中。"宏切換"是指一行動(dòng)終端 從某一個(gè)ASN漫游到另一個(gè)ASN,由于該兩個(gè)ASN的網(wǎng)關(guān)器(Gateway) 位于相同的CSN范圍內(nèi)，因此該漫游的行動(dòng)終端仍然是經(jīng)過(guò)認(rèn)證的。
在WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)執(zhí)行"宏切換"時(shí)，必須利用EAP機(jī)制重新對(duì)行 動(dòng)終端做認(rèn)證，雖然比較安全，但認(rèn)證交換步驟較為繁復(fù)。故在要切換的情 況下，若沒(méi)有適當(dāng)?shù)淖罴鸦?Optimization)機(jī)第lj，則認(rèn)證流程會(huì)相當(dāng)費(fèi)時(shí)， 且可能導(dǎo)致行動(dòng)終端在進(jìn)行無(wú)接縫切換(Seamless Handoff)時(shí)，其聯(lián)機(jī)將 會(huì)中斷。
因此，本發(fā)明提出了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其 提供了一個(gè)安全且快速的重連線協(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述目的，本發(fā)明實(shí)施例揭露了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金 鑰交換方法。當(dāng)位于一第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的一行動(dòng)終端切換至與該第一存取 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相鄰的一第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前，預(yù)先執(zhí)行該行動(dòng)終端與該第二存 取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的一認(rèn)證流程，使得該行動(dòng)終端在切換至該第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不需再執(zhí)行該認(rèn)證流程。
本發(fā)明實(shí)施例還揭露了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)， 包括一行動(dòng)終端、 一第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)與一第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)位于該第 一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的該行動(dòng)終端切換至與該第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相鄰的該第二 存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前，預(yù)先執(zhí)行該行動(dòng)終端與該第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的一認(rèn)證 流程，使得該行動(dòng)終端在切換至該第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不需再執(zhí)行該認(rèn)證 流程。
本發(fā)明方法省略EAP-TLS對(duì)行動(dòng)終端的認(rèn)證流程，包含服務(wù)器與客戶 端的交換認(rèn)證的步驟，以及相關(guān)的挑戰(zhàn)/響應(yīng)(Challenge/Response)，故于 切換后，可節(jié)省大量時(shí)間與計(jì)算資源，避免無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)因執(zhí)行安全認(rèn)證與 金鑰交換耗費(fèi)太多時(shí)間而導(dǎo)致可能服務(wù)中斷。


圖1顯示符合全球互通微波存取(WiMAX)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。 圖2A與圖2B顯示本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法的步 驟流程圖。
圖3顯示本發(fā)明實(shí)施例的安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)的工作流程示意圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明
100 行動(dòng)終端
200 第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)
300 第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)
400 認(rèn)證/授權(quán)/計(jì)費(fèi)服務(wù)器
500 基地臺(tái)
ASN 存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)
BS 基地臺(tái)
CSN 連結(jié)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)MS 行動(dòng)終端
NAP 網(wǎng)絡(luò)存取提供者
NSP 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供貨商
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合附2A、圖2B與圖3，做詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明說(shuō)明書提供不同的 實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明不同實(shí)施方式的技術(shù)特征。其中，實(shí)施例中的各組件的 配置為說(shuō)明之用，并非用以限制本發(fā)明。且實(shí)施例中附圖標(biāo)號(hào)的部分重復(fù)， 是為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，并非意指不同實(shí)施例之間的關(guān)聯(lián)性。
本發(fā)明實(shí)施例揭露了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)與 方法。
本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)與方法讓行動(dòng)終端在切 換之前，即與事后可能切換過(guò)去的ASN兩造各預(yù)先計(jì)算出后續(xù)的配對(duì)主金 鑰(Pairwise Master Key)即產(chǎn)生該配對(duì)主金鑰所需的密鑰材料參數(shù)(Keying Material Parameter)。該密鑰材料參數(shù)一般實(shí)施上為一虛擬隨機(jī)亂數(shù)(Pseudo -Random Number)，但其并非用以限定本發(fā)明。如此一來(lái)，當(dāng)行動(dòng)終端將來(lái) 真的切換到其中的一 ASN時(shí)，即可根據(jù)先前預(yù)算出的數(shù)密鑰材料參數(shù)快速 地計(jì)算出配對(duì)主金鑰(Pairwise Master Key,簡(jiǎn)稱為PMK)，做為后續(xù)的切 換所需金鑰的基礎(chǔ)。
圖2A與圖2B是顯示本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法的 步驟流程圖。
一行動(dòng)終端位于ASNi的范圍內(nèi)，其利用EAP-TLS協(xié)議并通過(guò)遠(yuǎn)程認(rèn)證 撥接使用者服務(wù)(Remote Authentication Dial-in User Service,簡(jiǎn)稱為 RADIUS)完成和AAA服務(wù)器間的相互認(rèn)證(步驟S201)。在此步驟中， ASN,以及AAA服務(wù)器對(duì)于該行動(dòng)終端來(lái)說(shuō)都是可信任的。ASNi將一相鄰ASN (ASNj， j=2 n)序列(NL)以及每一ASN的憑證(NCL)傳給該行 動(dòng)終端(步驟S202)。相鄰ASN序列中包含每一ASN的識(shí)別碼(Identity, ID)。每一 ASN的憑證內(nèi)存有個(gè)別ASN的公鑰。ASN序列中的每一 ASN 識(shí)別碼與NCL內(nèi)的ASN憑證相互對(duì)應(yīng)，其表示為(ASN,, PUK—ASN。、
(ASN2,PUK_ASN2)、…、(ASNn，PUK_ASNn)。在本發(fā)明實(shí)施中，假設(shè) ASN,相鄰的ASN數(shù)目小于10 (此假設(shè)符合ASN架設(shè)的空間范圍)，因此對(duì) 于該行動(dòng)終端所須接收的數(shù)據(jù)量是可接受的。每一 ASN的憑證由一根憑證 中心(Root Certificate Authority (CA))所發(fā)布的，因此該行動(dòng)終端可以利 用該根憑證中心的憑證來(lái)驗(yàn)證第i個(gè)ASN的憑證(PUK_ASNi)。
該行動(dòng)終端產(chǎn)生下次切換要用的密鑰材料參數(shù)Xi (步驟S203)。由于 目前該行動(dòng)終端只與ASN〗相連，所以必須通過(guò)ASl^來(lái)將密鑰材料參數(shù)Xi 轉(zhuǎn)送(Relay)給ASN2、 ...、 ASNj。在將密鑰材料參數(shù)Xj轉(zhuǎn)送給ASNj之前， 該行動(dòng)終端利用自己的私鑰PRI一MS對(duì)密鑰材料參數(shù)Xj執(zhí)行數(shù)字簽章 (Digital Signature)(此時(shí)j = 2)(步驟S204)，并且用ASN2的公鑰 PUK—ASN2對(duì)密鑰材料參數(shù)Xi加密，并再加入ASN2的識(shí)別碼(步驟S205)。 以 PUK 加密后的密鑰材料參數(shù) Xi可表示為 ENCPUK—ASN2(SIGPRI—MS(Xi))||MS-ID||ASN2-ID，但其僅為一實(shí)施例，并 非用以限定本發(fā)明。ENCPUK—ASN2的表示法以實(shí)作上如何表示為主。
ASK根據(jù)ASN2的識(shí)別碼將該行動(dòng)終端加密后的密鑰材料參數(shù)Xi轉(zhuǎn)送 給ASN2 (步驟S206) 。 ASN2在收到密鑰材料參數(shù)Xj之后，會(huì)先利用其私 鑰將簽章過(guò)后的密鑰材料參數(shù)Xi解開(kāi)，然后再驗(yàn)證該數(shù)字簽章是否正確(步 驟S207)。若驗(yàn)證成功，代表密鑰材料參數(shù)Xi在傳送過(guò)中并沒(méi)有遭受竄改， 且可以確定是由MS所產(chǎn)生。ASN2會(huì)產(chǎn)生與該行動(dòng)終端在下次切換時(shí)要用 的密鑰材料參數(shù)Y2 (步驟S208)，利用其自身的私鑰對(duì)密鑰材料參數(shù)Y2 進(jìn)行數(shù)字簽章(步驟S209)，并利用該行動(dòng)終端的公鑰PUK一MS對(duì)密鑰材 料參數(shù)Y2加密以確保傳輸安全(步驟S210)。加密后的密鑰材料參數(shù)Y2可表示為ENCPUK_MS(SIGPRI—ASN2(Y2))||MS-ID||ASN2-ID。
ASNb經(jīng)由ASN,將加密后的密鑰材料參數(shù)Y2傳送給該行動(dòng)終端(步驟 S211) 。 ASN,可在收到其中一ASN的密鑰材料參數(shù)時(shí)馬上轉(zhuǎn)送給該行動(dòng)終 端，也可在收集多個(gè)ASN的密鑰材料參數(shù)時(shí)再轉(zhuǎn)送給該行動(dòng)終端。該行動(dòng) 終端收到ASN,轉(zhuǎn)傳來(lái)的密鑰材料參數(shù)Y2時(shí)，使用其私鑰將密鑰材料參數(shù) ￥2解開(kāi)，并且驗(yàn)證該數(shù)字簽章是否正確(步驟S212)。當(dāng)該行動(dòng)終端與ASN2 (j=2)間的認(rèn)證流程完成后，判斷j是否大于n (步驟S213)，即判斷是 否仍有其它ASN需與該行動(dòng)終端進(jìn)行認(rèn)證。若是，則將步驟S204 S212重 新執(zhí)行一次，直到j(luò)大于n為止。
當(dāng)該行動(dòng)終端與所有ASN間的認(rèn)證都完成后，此時(shí)該行動(dòng)終端取得了 自行產(chǎn)生的密鑰材料參數(shù)Xi與接收自ASNj (j=2~n)的密鑰材料參數(shù)Yj (j=2~n)， 而每一 ASNj取得了自行產(chǎn)生的密鑰材料參數(shù)Yj與該行動(dòng)終端的密鑰材料參 數(shù)Xi (步驟S214)。當(dāng)該行動(dòng)終端要切換到ASNj時(shí)，該行動(dòng)終端與ASNj 分別根據(jù)已取得的密鑰材料參數(shù)Xi與Yj,利用一雜湊函數(shù)(HashFunction) 計(jì)算出PMKxi與PMKyj (步驟S215)。若PMKja與PMKYj的值相等，即可 計(jì)算出符合802.16標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證金鑰(Authentication Key, AK) 。 ASNj會(huì) 將該認(rèn)證金鑰傳送給正在服務(wù)中的基地臺(tái)，如此該行動(dòng)終端即可切換到 ASN"
需注意到，該行動(dòng)終端可在有切換時(shí)才計(jì)算PMK,或者可事先將PMK 算出來(lái)。此外，PMK可利用一雜湊函數(shù)(HashFunction)計(jì)算出來(lái)，其可表 示為PMKi(PMK^H(XillYj))。
圖3顯示本發(fā)明實(shí)施例的安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)的工作流程示意圖。 本發(fā)明實(shí)施例的安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)至少包括一行動(dòng)終端(MS) 100、 一第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)(ASN》200、 一第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)(ASNj) 300、 一認(rèn)證/授權(quán)/計(jì)費(fèi)服務(wù)器(AAA) 400與一基地臺(tái)(BS) 500。此時(shí)行動(dòng)終端 100位于第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)200的范圍內(nèi)。
13行動(dòng)終端100利用EAP-TLS協(xié)議并通過(guò)RADIUS完成和認(rèn)證/授權(quán)/計(jì)費(fèi) 服務(wù)器400間的相互認(rèn)證，如操作(l)所示。第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)200將一相鄰 存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列以及每一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證傳給行動(dòng)終端100，如操作 (2)所示。行動(dòng)終端lOO產(chǎn)生下次切換要用的密鑰材料參數(shù)Xi，如操作(3)所 示。行動(dòng)終端100利用自己的私鑰PRI一MS對(duì)密鑰材料參數(shù)Xi執(zhí)行數(shù)字簽 章(如操作(4)所示)，并且用第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300的公鑰PUK一ASN2對(duì) 密鑰材料參數(shù)Xi加密(如操作(5)所示)。行動(dòng)終端IOO將加密后的密鑰材 料參數(shù)Xi經(jīng)由第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)200轉(zhuǎn)送給第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300，如操作 (6)所示。
第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300利用其私鑰將密鑰材料參數(shù)Xi解開(kāi)然后驗(yàn)證數(shù) 字簽章，如操作(7)所示。接著，第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300產(chǎn)生行動(dòng)終端100下 次切換要用的密鑰材料參數(shù)Y2 (如操作(8)所示)，利用其私鑰RPI_ASN2 對(duì)密鑰材料參數(shù)Y2執(zhí)行數(shù)字簽章(如操作(9)所示)，并且利用行動(dòng)終端的 公鑰PUK一MS對(duì)密鑰材料參數(shù)Y2加密(如操作(10)所示)。第二存取服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)300將加密后的密鑰材料參數(shù)Y2經(jīng)由第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)200轉(zhuǎn)送給行 動(dòng)終端IOO，如操作(ll)所示。行動(dòng)終端100利用其私鑰將密鑰材料參數(shù)Y2 解開(kāi)然后驗(yàn)證數(shù)字簽章，如操作(12)所示。
若還有其它存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)(ASN2 ASNn， j=2 n)，則重復(fù)操作(4) 操作(12)，直到j(luò)大于n為止。當(dāng)行動(dòng)終端100與第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300間 的認(rèn)證完成后，此時(shí)行動(dòng)終端100取得了自行產(chǎn)生的密鑰材料參數(shù)Xi與接 收自第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300的密鑰材料參數(shù)Y2，而第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300 取得了自行產(chǎn)生的密鑰材料參數(shù)Y2與該行動(dòng)終端的密鑰材料參數(shù)Xj (如操 作(12) (15)所示)。當(dāng)行動(dòng)終端100要切換到第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300時(shí)， 行動(dòng)終端100與第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300分別根據(jù)已取得的密鑰材料參數(shù)Xi 與Y 利用一雜湊函數(shù)(Hash Function)計(jì)算出PMKxi與PMKY2 (如操作 (16)、 (17)所示)。若PMKxi與PMKY2的值相等，即可計(jì)算出符合802.16標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證金鑰。ASNj會(huì)將該認(rèn)證金鑰傳送給正在服務(wù)中的基地臺(tái)(如操作(l 8) 所示)，如此行動(dòng)終端100即可切換到第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)300。
本發(fā)明實(shí)施例的安全認(rèn)證與金鑰交換方法與系統(tǒng)于行動(dòng)終端實(shí)施切換 暨于實(shí)施安全認(rèn)證與金鑰交換時(shí)，較現(xiàn)有無(wú)預(yù)為認(rèn)證手段而直接施行完整 EAP(如EAP-TLS)機(jī)制來(lái)得有效率，主要于切換后可省略部分原始EAP(如 EAP-TLS)對(duì)行動(dòng)終端與ASN兩造間的認(rèn)證流程，包含服務(wù)器與客戶端的交 換認(rèn)證的步驟，以及相關(guān)的挑戰(zhàn)/卩向應(yīng)(Challenge/Response)，其認(rèn)證流程 至少僅需6個(gè)步驟即可完成。因此，本發(fā)明方法可節(jié)省大量時(shí)間與計(jì)算資源。
本發(fā)明還提供一種記錄媒體(例如光盤片、磁盤片與抽取式硬盤等等)， 其記錄一計(jì)算機(jī)可讀取的權(quán)限簽核程序，以便執(zhí)行上述的安全認(rèn)證與金鑰交 換方法。在此，儲(chǔ)存于記錄媒體上的權(quán)限簽核程序，基本上是由多個(gè)程序代 碼片段所組成的(例如建立組織圖程序代碼片段、簽核窗體程序代碼片段、 設(shè)定程序代碼片段、以及部署程序代碼片段)，并且這些程序代碼片段的功 能對(duì)應(yīng)到上述方法的步驟與上述系統(tǒng)的功能方塊圖。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，該方法包括下列步驟當(dāng)位于一第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的一行動(dòng)終端切換至與所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相鄰的一第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前，預(yù)先執(zhí)行所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的一認(rèn)證流程，使得所述行動(dòng)終端在切換至所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不需再執(zhí)行所述認(rèn)證流程。
2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，所述方法還包括下列步驟在所述行動(dòng)終端切換至所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前 所述行動(dòng)終端與一認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證；所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將一相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列以及每一存取 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證傳送給所述行動(dòng)終端；以及所述行動(dòng)終端將所述第一密鑰材料參數(shù)經(jīng)由所述第一存取服務(wù)網(wǎng) 絡(luò)轉(zhuǎn)送給所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
3. 如權(quán)利要求2所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，所述行動(dòng)終端在取得所述相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列以及所述每一存取 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證后所述行動(dòng)終端產(chǎn)生執(zhí)行一切換操作所需的一第一密鑰材料參數(shù)，利用其私鑰將一第一數(shù)字簽章加入至所述第一密鑰材料參數(shù)；利用所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的公鑰對(duì)所述第一密鑰材料參數(shù)加密；以及 將加密后的所述第一密鑰材料參數(shù)經(jīng)由所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
4. 如權(quán)利要求2所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)利用其私鑰將所述第一密鑰材料參數(shù)解開(kāi)然后驗(yàn)證所述第一數(shù)字簽章；所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將所述第二密鑰材料參數(shù)經(jīng)由所述第一存取服 務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給所述行動(dòng)終端；以及所述行動(dòng)終端利用其私鑰將所述第二密鑰材料參數(shù)解開(kāi)然后驗(yàn)證所述 第二數(shù)字簽章。
5. 如權(quán)利要求4所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，在所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證所述第一數(shù)字簽章后所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生所述行動(dòng)終端欲執(zhí)行所述切換操作所需的 一第二密鑰材料參數(shù)；利用所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的一私鑰將一第二數(shù)字簽章加入至所述第 二密鑰材料參數(shù)；利用所述行動(dòng)終端的公鑰對(duì)所述第二密鑰材料參數(shù)加密；以及將加密后的所述第二密鑰材料參數(shù)經(jīng)由所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給 所述行動(dòng)終端。
6. 如權(quán)利要求4所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，在完成所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的所述認(rèn)證流程 后，所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將一相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列以及所述第二存取服 務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證傳送給所述行動(dòng)終端。
7. 如權(quán)利要求6所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，所述相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列中包含所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別 碼，而所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證內(nèi)存有所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的公鑰。
8. 如權(quán)利要求7所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別碼將所述 行動(dòng)終端加密后的所述第一密鑰材料參數(shù)轉(zhuǎn)送給所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
9. 如權(quán)利要求4所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，所述方法還包括下列步驟當(dāng)所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的認(rèn)證完成后，所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)都取得所述第一與第二密鑰材料參數(shù)；當(dāng)所述行動(dòng)終端要切換到所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)分別根據(jù)所述第一與第二密鑰材料參數(shù)計(jì)算出一第一配對(duì)主金鑰與一第二配對(duì)主金鑰；所述行動(dòng)終端利用第一配對(duì)主金鑰產(chǎn)生一認(rèn)證金鑰與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)利用第二配對(duì)主金鑰的值產(chǎn)生一認(rèn)證金鑰；以及所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將所述認(rèn)證金鑰傳送給其服務(wù)網(wǎng)中的一基地臺(tái)，使得所述行動(dòng)終端可切換到第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
10. 如權(quán)利要求9所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，當(dāng)所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)還與一第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相鄰時(shí)，重復(fù)上 述認(rèn)證與加密步驟，使得所述第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)取得與驗(yàn)證所述第一密鑰材 料參數(shù)，且所述行動(dòng)終端取得與驗(yàn)證所述第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的一第三密 鑰材料參數(shù)。
11. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換方法，其特 征在于，當(dāng)所述行動(dòng)終端與所述第二與第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的認(rèn)證完成后， 所述行動(dòng)終端取得所述第一、第二與第三密鑰材料參數(shù)，所述第二存取服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)取得所述第一與第二密鑰材料參數(shù)，且所述第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)取得所述 第一與第三密鑰材料參數(shù)。
12. —種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其特征在于，所述系 統(tǒng)包括一行動(dòng)終端；一第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，其具有所述行動(dòng)終端；以及 一第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)；其中，當(dāng)位于所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的所述行動(dòng)終端切換至與所述第一 存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相鄰的所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前，預(yù)先執(zhí)行所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的一認(rèn)證流程，使得所述行動(dòng)終端在切換至所述第 二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不需再執(zhí)行所述認(rèn)證流程。
13. 如權(quán)利要求12所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于，所述系統(tǒng)還包括一認(rèn)證服務(wù)器，其中在所述行動(dòng)終端切換至所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前，所述行動(dòng)終端與一 認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證，所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將一相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列以 及每一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證傳送給所述行動(dòng)終端，所述行動(dòng)終端將所述第一 密鑰材料參數(shù)經(jīng)由所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
14. 如權(quán)利要求13所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于，所述行動(dòng)終端在取得所述相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列以及所述每一存 取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證后，產(chǎn)生執(zhí)行一切換操作所需的一第一密鑰材料參數(shù)，利 用其私鑰將一第一數(shù)字簽章加入至所述第一密鑰材料參數(shù)，利用所述第二存 取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的公鑰對(duì)所述第一密鑰材料參數(shù)加密，并且將加密后的所述第一 密鑰材料參數(shù)經(jīng)由所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
15. 如權(quán)利要求13所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其特征在于所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)利用其私鑰將所述第一密鑰材料參數(shù)解開(kāi)然后 驗(yàn)證所述第一數(shù)字簽章，所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將所述第二密鑰材料參數(shù)經(jīng) 由所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給所述行動(dòng)終端，以及所述行動(dòng)終端利用其私 鑰將所述第二密鑰材料參數(shù)解開(kāi)然后驗(yàn)證所述第二數(shù)字簽章。
16. 如權(quán)利要求12所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于，在所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證所述第一數(shù)字簽章后，所述第二存 取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生所述行動(dòng)終端欲執(zhí)行所述切換操作所需的一第二密鑰材料 參數(shù)，利用其私鑰將一第二數(shù)字簽章加入至所述第二密鑰材料參數(shù)，利用所 述行動(dòng)終端的公鑰對(duì)所述第二密鑰材料參數(shù)加密，并且將加密后的所述第二 密鑰材料參數(shù)經(jīng)由所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給所述行動(dòng)終端。
17. 如權(quán)利要求15所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于，在完成所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的所述認(rèn)證流程 后，所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將一相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列以及所述第二存取服 務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證傳送給所述行動(dòng)終端。
18. 如權(quán)利要求17所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于，所述相鄰存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)序列中包含所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別 碼，而所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的憑證內(nèi)存有所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的公鑰。
19. 如權(quán)利要求18所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于，所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別碼將所 述行動(dòng)終端加密后的所述第一密鑰材料參數(shù)轉(zhuǎn)送給所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
20. 如權(quán)利要求15所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于，所述系統(tǒng)還包括一基地臺(tái)，其中.-當(dāng)所述行動(dòng)終端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的認(rèn)證完成后，所述行動(dòng)終 端與所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)都取得所述第一與第二密鑰材料參數(shù)，當(dāng)所述行 動(dòng)終端要切換到所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所述行動(dòng)終端與所述第二存取服 務(wù)網(wǎng)絡(luò)分別根據(jù)所述第一與第二密鑰材料參數(shù)計(jì)算出一第一配對(duì)主金鑰與 一第二配對(duì)主金鑰，所述行動(dòng)終端利用第一配對(duì)主金鑰產(chǎn)生一認(rèn)證金鑰與所 述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)利用第二配對(duì)主金鑰的值產(chǎn)生一認(rèn)證金鑰，以及所述第 二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將所述認(rèn)證金鑰傳送給其服務(wù)網(wǎng)中的一基地臺(tái)，使得所述行 動(dòng)終端可切換到第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
21. 如權(quán)利要求20所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其 特征在于當(dāng)所述第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)還與一第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相鄰時(shí)，重復(fù)上述認(rèn) 證與加密步驟，使得所述第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)取得與驗(yàn)證所述第一密鑰材料參 數(shù)，且所述行動(dòng)終端取得與驗(yàn)證所述第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的一第三密鑰材 料參數(shù)。
22.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)先安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述行動(dòng)終端與所述第二與第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的認(rèn)證完成后，所述 行動(dòng)終端取得所述第一、第二與第三密鑰材料參數(shù)，所述第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò) 取得所述第一與第二密鑰材料參數(shù)，且所述第三存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)取得所述第一 與第三密鑰材料參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全認(rèn)證與金鑰交換系統(tǒng)與方法。當(dāng)位于一第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的一行動(dòng)終端切換至與該第一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相鄰的一第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前，預(yù)先執(zhí)行該行動(dòng)終端與該第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的一認(rèn)證流程，使得該行動(dòng)終端在切換至該第二存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不需再執(zhí)行該認(rèn)證流程。本發(fā)明方法省略EAP-TLS對(duì)行動(dòng)終端的認(rèn)證流程，包含服務(wù)器與客戶端的交換認(rèn)證的步驟，以及相關(guān)的挑戰(zhàn)/響應(yīng)(Challenge/Response)，故于切換后，可節(jié)省大量時(shí)間與計(jì)算資源，避免無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)因執(zhí)行安全認(rèn)證與金鑰交換耗費(fèi)太多時(shí)間而導(dǎo)致可能服務(wù)中斷。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101426018SQ20071016692
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者孫宏民, 林岳勛, 沈誼中, 蕭英助, 蔡其達(dá), 邱簡(jiǎn)謙, 陳帥名 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人資訊工業(yè)策進(jìn)會(huì)