專利名稱：一種適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)接入方法，尤其涉及一種適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法。
近年來，無線移動(dòng)通信的發(fā)展日新月異，新技術(shù)層出不窮，從蜂窩通信中
的3G到寬帶無線接入中的LMDS、 MMDS，再到無線局域網(wǎng)的WAPI、 IEEE802. llb、 802. lla、 802. llg，世界在無線這張大網(wǎng)中變得越來越小。無處不在的網(wǎng)絡(luò)終 端，以人為本、個(gè)性化、智能化的移動(dòng)計(jì)算，以及方便、快捷的無線接入、無 線互聯(lián)等新概念和新產(chǎn)品，已經(jīng)逐漸地融入人們的工作領(lǐng)域和日常生活中。各 種便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī) 等日益成為人們生活中的一部分。隨著這些外圍設(shè)備的增多，如何在有限多變 的小范圍辦公和家居環(huán)境中，低成本地輕易實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備及其信息共享的確是 一件令人煩心的事。無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN， Wireless Personal Area Network) 就是為解決這種活動(dòng)半徑小、業(yè)務(wù)類型豐富、面向特定群體，實(shí)現(xiàn)無線無縫連 接的新興無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
WPAN是一種與廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)并列但覆蓋范圍相對(duì)較小的無線網(wǎng)絡(luò)，目前 己成為通信網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，同時(shí)也是4G無線通信和控制中的 主流技術(shù)，并能與2G、 3G移動(dòng)通信的各種空中接口實(shí)現(xiàn)無縫連接。如果說接入 網(wǎng)是邁向數(shù)字化的"最后一公里"，那么WPAN就是"最后的50米"。它在個(gè)人 操作空間(P0S， Personal Operating Space)內(nèi)提供業(yè)務(wù)類型豐富、面向特定 群體的無縫連接。POS只是個(gè)人周圍的一個(gè)小覆蓋空間，典型距離為10m，通信 在這里以"Ad hoc"(自組織)的方式產(chǎn)生。P0S僅限于個(gè)人，尤其是個(gè)人所持 的設(shè)備，并隨著用戶的移動(dòng)而移動(dòng)。它不但使POS內(nèi)的設(shè)備具有通信能力，而且 還允許它們與進(jìn)入POS的其它設(shè)備進(jìn)行通信。WPAN能在用戶需要時(shí)自然產(chǎn)生， 而無需用戶太多的干預(yù)，并與已建立的網(wǎng)絡(luò)或獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)之間具有互操作性。 WPAN還可提供驗(yàn)證和安全的操作模式，它允許與獲得許可的個(gè)人設(shè)備進(jìn)行快速 連接，而拒絕與其它未經(jīng)許可的設(shè)備進(jìn)行連接。WPAN的主要目標(biāo)是個(gè)人用戶市
場(chǎng)，用于消費(fèi)類電子設(shè)備之間方便、快速的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，因而WPAN設(shè)備具有價(jià)
格便宜、體積小、易操作和功耗低等優(yōu)點(diǎn)。
為了接入WPAN，設(shè)備需要與WPAN中的協(xié)調(diào)器進(jìn)行連接。WPAN中的協(xié)調(diào)器是 指那種能將設(shè)備接入WPAN且為它提供路由功能的設(shè)備，自身通常也完成一定的 終端功能。對(duì)于WPAN接入方法，目前主要有三種接入方法
第一種接入方法設(shè)備以非安全模式接入WP^J并獲得網(wǎng)絡(luò)地址，然后與WPAN 中的其他設(shè)備進(jìn)行通信，或者從WPAN獲得安全服務(wù)密鑰后與WPAN中的其他設(shè)備 進(jìn)行安全通信；
第二種接入方法設(shè)備利用預(yù)共享會(huì)話密鑰對(duì)關(guān)聯(lián)過程進(jìn)行安全操作，若
協(xié)調(diào)器能成功解安全操作，則協(xié)調(diào)器將該設(shè)備接入WPAN，從而設(shè)備以安全模式
接入WP認(rèn)并獲得網(wǎng)絡(luò)地址；
第三種接入方法設(shè)備以非安全模式接入WP^^并獲得網(wǎng)絡(luò)地址，然后與WPAN 管理者進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證通過，則將該設(shè)備接入WPAN，否則，將該設(shè)備移離WPAN。
對(duì)于第一種接入方法，滿足于那種不需要任何安全的WP^J或僅需要安全通 信的WP認(rèn)，通常為WP認(rèn)建網(wǎng)過程中的一種可選接入形式。對(duì)于第二種接入方法， 設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間需要預(yù)共享會(huì)話密鑰，然而預(yù)共享會(huì)話密鑰不具有新鮮性， 使得預(yù)共享會(huì)話密鑰易被攻破，從而安全性較低。對(duì)于第三種接入方法，由于 每個(gè)設(shè)備接入WPAN都需要與WPAN管理者進(jìn)行認(rèn)證，通信量較大，使得效率較低； 此外，任意設(shè)備都可以發(fā)起Dos攻擊，即以非安全模式接入WPAN并獲得網(wǎng)絡(luò)地址， 然后與WP緒管理者認(rèn)證失敗而結(jié)束。
對(duì)于第一種接入方法和第三種方法，設(shè)備與協(xié)調(diào)器不需相互認(rèn)證就可以獲 得網(wǎng)絡(luò)地址而接入WPAN。對(duì)于第二種方法，雖然它可以使設(shè)備與協(xié)調(diào)器相互確 認(rèn)對(duì)方身份，但沒有獨(dú)立的認(rèn)證過程，而且安全性較低。因此，在關(guān)聯(lián)過程之 前設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間需要執(zhí)行認(rèn)證過程，從而保證設(shè)備通過協(xié)調(diào)器安,接入 WPAN。認(rèn)證方式通常有兩種直接認(rèn)證和基于認(rèn)證套件的認(rèn)證。前者;4指設(shè)備 向協(xié)調(diào)器發(fā)送某種認(rèn)證信息，如口令的雜湊值或身份ID等，然后協(xié)調(diào)器對(duì)所 接收到的認(rèn)證信息進(jìn)行認(rèn)證判斷，最后協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送認(rèn)證狀態(tài)。后者是指 設(shè)備和協(xié)調(diào)器先協(xié)商某種認(rèn)證套件，然后基于選定的認(rèn)證套件執(zhí)行認(rèn)證過程， 認(rèn)證過程結(jié)束后協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送認(rèn)證狀態(tài)。
端口是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu)?；诙丝诘目刂瓶梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)輸入輸出的數(shù)據(jù) 進(jìn)行控制。在網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中，各層之間是嚴(yán)格單向依賴的，各層次的分工和
協(xié)作集中體現(xiàn)在相鄰層之間的界面上。
"服務(wù)"是描述相鄰層之間關(guān)系的抽象概念，即網(wǎng)絡(luò)中各層向緊鄰上層提 供的一組操作。下層是服務(wù)提供者，上層是請(qǐng)求服務(wù)的用戶。服務(wù)的表現(xiàn)形式
是原語(primitive),如系統(tǒng)調(diào)用或庫函數(shù)。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核向網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用程序或高層協(xié)議提供的服務(wù)原語。網(wǎng)絡(luò)中的n層總要向n+l層提供比n-l層更 完備的服務(wù)，否則n層就沒有存在的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其解決了現(xiàn)有無線 個(gè)域網(wǎng)接入方法存在安全性較低和效率較低的技術(shù)問題。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特殊之處是其包括以下步驟 步驟ll]協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀；信標(biāo)幀中包括對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求和認(rèn)證方式; 所述認(rèn)證方式為直接認(rèn)證或基于認(rèn)證套件的認(rèn)證；
步驟12]如果協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備有認(rèn)證需求，則執(zhí)行步驟13];否則，執(zhí)行步驟
15];
步驟13]如果認(rèn)證方式為直接認(rèn)證，那么首先設(shè)備向協(xié)調(diào)器發(fā)送認(rèn)證接入 請(qǐng)求，認(rèn)證接入請(qǐng)求中包括設(shè)備請(qǐng)求認(rèn)證的認(rèn)證信息，協(xié)調(diào)器收到設(shè)備的認(rèn)證 接入請(qǐng)求后根據(jù)認(rèn)證接入請(qǐng)求中的認(rèn)證信息進(jìn)行認(rèn)證判斷；
如果認(rèn)證方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證，那么設(shè)備從步驟ll]中協(xié)調(diào)器廣播的 信標(biāo)幀獲知協(xié)調(diào)器所支持的認(rèn)證套件，設(shè)備選定認(rèn)證套件后向協(xié)調(diào)器發(fā)送認(rèn)證 接入請(qǐng)求，最后協(xié)調(diào)器收到設(shè)備的認(rèn)證接入請(qǐng)求后根據(jù)設(shè)備選定的認(rèn)證套件與 設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證過程；
步驟14]協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送認(rèn)證接入響應(yīng)；認(rèn)證接入響應(yīng)中包括協(xié)調(diào)器對(duì)
設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證的認(rèn)證狀態(tài)；
步驟15]協(xié)調(diào)器與設(shè)備執(zhí)行關(guān)聯(lián)過程。
當(dāng)認(rèn)證方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證時(shí)，如果協(xié)調(diào)器和設(shè)備在認(rèn)證過程中獲 得的密鑰為主密鑰，那么認(rèn)證過程還包括認(rèn)證結(jié)束后的會(huì)話密鑰協(xié)商過程。 上述的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程包括以下步驟
步驟31]定義設(shè)備和協(xié)調(diào)器在MAC層的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸原語； 步驟32]將認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商協(xié)議數(shù)據(jù)封裝在MAC層的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié) 商傳輸命令幀中傳輸。
上述的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程包括以下步驟
步驟41]定義設(shè)備和協(xié)調(diào)器在MAC層的非受控端口和受控端口 ；
步驟42]將認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商協(xié)議數(shù)據(jù)封裝在MAC層的數(shù)據(jù)幀中，并通過 非受控端口傳輸。
上述步驟15]的關(guān)聯(lián)過程具體如下
步驟51]當(dāng)設(shè)備在步驟ll]中獲知協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備沒有認(rèn)證需求時(shí)，設(shè)備向 協(xié)調(diào)器發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求；若設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間存在會(huì)話密鑰，則設(shè)備利用該會(huì)話 密鑰對(duì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行安全保護(hù)；
步驟52]協(xié)調(diào)器收到設(shè)備發(fā)送的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求后，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求是否為安全保 護(hù)的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求，若不是安全保護(hù)的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求，則直接驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成 關(guān)聯(lián)響應(yīng)，否則對(duì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行解安全保護(hù)以及驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成關(guān)聯(lián) 響應(yīng)；
步驟53]協(xié)調(diào)器將關(guān)聯(lián)響應(yīng)發(fā)送給設(shè)備；
步驟54]設(shè)備收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)后，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)響應(yīng)中的關(guān)聯(lián)狀態(tài)；若關(guān)聯(lián)狀態(tài) 為成功，則通過協(xié)調(diào)器接入無線個(gè)域網(wǎng)。
上述的關(guān)聯(lián)響應(yīng)包括協(xié)調(diào)器分配給設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址或關(guān)聯(lián)失敗的原因。 上述步驟15]中的協(xié)調(diào)器與設(shè)備關(guān)聯(lián)過程具體如下
步驟71]當(dāng)設(shè)備和協(xié)調(diào)器經(jīng)認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程后成功獲得設(shè)備與協(xié) 調(diào)器之間的會(huì)話密鑰時(shí)，設(shè)備向協(xié)調(diào)器發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求，且設(shè)備利用該會(huì)話密鑰 對(duì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行安全保護(hù)；
步驟72]協(xié)調(diào)器收到設(shè)備發(fā)送的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求后，對(duì)該關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行解安全保 護(hù)以及驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成關(guān)聯(lián)響應(yīng)，且關(guān)聯(lián)響應(yīng)是使用設(shè)備與協(xié)調(diào)器之 間的會(huì)話密鑰進(jìn)行安全保護(hù)的關(guān)聯(lián)響應(yīng)；
步驟73]協(xié)調(diào)器將關(guān)聯(lián)響應(yīng)發(fā)送給設(shè)備；
步驟74]設(shè)備收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)后，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)響應(yīng)中的關(guān)聯(lián)狀態(tài)；若關(guān)聯(lián)狀態(tài) 為成功，則通過協(xié)調(diào)器接入無線個(gè)域網(wǎng)。
上述的關(guān)聯(lián)響應(yīng)包括協(xié)調(diào)器分配給設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址或關(guān)聯(lián)失敗的原因。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、設(shè)備既支持非認(rèn)證模式接入WPAN，又支持認(rèn)證模式接入WPAN，而且認(rèn) 證模式接入WPAN是基于設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的認(rèn)證，有效地防止了DoS攻擊，從 而提高了設(shè)備接入WPAN的兼容性、安全性和性能。
2、 相對(duì)于己有的WPAN接入方法，關(guān)聯(lián)過程沒有進(jìn)行任何更改，只是在關(guān) 聯(lián)過程之前增加了認(rèn)證接入請(qǐng)求、認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程和認(rèn)證接入響應(yīng)； 若協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備沒有認(rèn)證需求，則上述增加的過程執(zhí)行，即接入過程和已有WPAN 接入方法一樣，從而實(shí)現(xiàn)了很好的兼容性和提高了設(shè)備接入WPAN的可擴(kuò)展性。
3、 在支持認(rèn)證的情況下，設(shè)備與協(xié)調(diào)器進(jìn)行關(guān)聯(lián)過程時(shí)所使用的會(huì)話密鑰 可以是設(shè)備和協(xié)調(diào)器在認(rèn)證過程中生成的，也可以是利用認(rèn)證過程中生成的主 密鑰協(xié)商的，使得設(shè)備與協(xié)調(diào)器的認(rèn)證過程和關(guān)聯(lián)過程具有很好的關(guān)聯(lián)性，從 而提高了設(shè)備接入WPAN的安全性。
4、 在支持認(rèn)證的情況下，設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的認(rèn)證過程可以支持直接認(rèn)證 方式，又可以支持基于認(rèn)證套件的認(rèn)證方式，從而擴(kuò)展了 WP認(rèn)接入方法的應(yīng)用 場(chǎng)景。
5、 當(dāng)基于原語控制來實(shí)現(xiàn)設(shè)備與協(xié)調(diào)器的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商時(shí)，設(shè)備和 協(xié)調(diào)器在MAC層都定義了認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸原語，認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商 協(xié)議數(shù)據(jù)封裝在MAC層的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸命令幀中傳輸，提高了設(shè)備 接入WPAN的可集成性，使得認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程可以集成在硬件中。
6、 當(dāng)基于端口控制來實(shí)現(xiàn)設(shè)備與協(xié)調(diào)器的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商時(shí)，設(shè)備和 協(xié)調(diào)器都定義了非受控端口和受控端口 ，在設(shè)備成功通過協(xié)調(diào)器接入WPAN之前 受控端口是關(guān)閉的且非受控端口僅允許認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商協(xié)議數(shù)據(jù)和管理信 息通行，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的訪問控制，從而提高了設(shè)備接入WPAN的安 全性。


圖1為WPAN接入系統(tǒng)的接入方法示意圖，其中A為請(qǐng)求接入WP認(rèn)的設(shè)備， B是WPAN中A所關(guān)聯(lián)的協(xié)調(diào)器，實(shí)線為必須完成的過程，虛線表示可能需要完 成的過程。
圖2為WPAN接入系統(tǒng)的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
在WPAN接入系統(tǒng)中，設(shè)備通過WPAN中的協(xié)調(diào)器接入WPAN，設(shè)備所關(guān)聯(lián)的 協(xié)調(diào)器在接入過程決定是否允許該設(shè)備接入WPAN，參見圖1。協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo) 幀，設(shè)備根據(jù)協(xié)調(diào)器所廣播的信標(biāo)幀識(shí)別協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求，若協(xié)調(diào)器 對(duì)設(shè)備的沒有認(rèn)證需求，則設(shè)備直接與協(xié)調(diào)器進(jìn)行關(guān)聯(lián)過程；若協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備 有認(rèn)證需求，則設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間首先執(zhí)行認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程，然后執(zhí)
行關(guān)聯(lián)過程。關(guān)聯(lián)成功后，設(shè)備通過協(xié)調(diào)器接入WPAN，從而可以進(jìn)行正常通信。
WPAN接入系統(tǒng)的接入方法具體實(shí)現(xiàn)如下，參見圖2。
步驟1]協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀。信標(biāo)幀中包括對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求和認(rèn)證方式。 認(rèn)證方式為直接認(rèn)證或基于認(rèn)證套件的認(rèn)證。若協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求為真 值時(shí)，則信標(biāo)幀中包括協(xié)調(diào)器所支持的認(rèn)證方式及相應(yīng)的認(rèn)證機(jī)制協(xié)商信息； 否則，信標(biāo)幀中不包括這些信息。
當(dāng)認(rèn)證方式為直接認(rèn)證時(shí)，信標(biāo)幀中包括的認(rèn)證機(jī)制協(xié)商信息指協(xié)調(diào)器支 持哪些直接認(rèn)證方法，如基于口令雜湊值方法和基于身份ID方法等。當(dāng)認(rèn)證 方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證時(shí)，信標(biāo)幀中包括的認(rèn)證機(jī)制協(xié)商信息指協(xié)調(diào)器支
持哪些認(rèn)證套件，如基于預(yù)共享密鑰的認(rèn)證套件和基于ID的認(rèn)證套件等。
步驟2]設(shè)備收到步驟l]中協(xié)調(diào)器廣播的信標(biāo)幀后，驗(yàn)證協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備的
認(rèn)證需求，當(dāng)協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求為假值時(shí)，則跳過認(rèn)證過程，直接執(zhí)行
步驟5];當(dāng)協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求為真值時(shí)，首先驗(yàn)證協(xié)調(diào)器所支持的認(rèn)證
方式及相應(yīng)的認(rèn)證機(jī)制協(xié)商信息，然后選定一種認(rèn)證方式向協(xié)調(diào)器發(fā)送認(rèn)證接
當(dāng)設(shè)備選定的認(rèn)證方式為直接認(rèn)證時(shí)，設(shè)備需要在認(rèn)證接入請(qǐng)求中指示設(shè) 備選定的認(rèn)證方式為直接認(rèn)證，設(shè)備選定的直接認(rèn)證方法是哪一種以及對(duì)應(yīng)的
認(rèn)證信息。
當(dāng)設(shè)備選定的認(rèn)證方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證時(shí)，設(shè)備需要在認(rèn)證接入請(qǐng) 求中指示設(shè)備選定的認(rèn)證方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證，設(shè)備選定的認(rèn)證套件是
步驟3]協(xié)調(diào)器收到步驟2]中設(shè)備發(fā)送的認(rèn)證接入請(qǐng)求后，驗(yàn)證設(shè)備選定
的認(rèn)證方式。
當(dāng)設(shè)備選定的認(rèn)證方式為直接認(rèn)證時(shí)，協(xié)調(diào)器首先驗(yàn)證設(shè)備選定的直接認(rèn) 證方法，然后對(duì)該直接認(rèn)證方法對(duì)應(yīng)的認(rèn)證信息進(jìn)行認(rèn)證判斷。
當(dāng)設(shè)備選定的認(rèn)證方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證時(shí)，協(xié)調(diào)器首先驗(yàn)證設(shè)備選 定的認(rèn)證套件，然后基于該認(rèn)證套件與設(shè)備執(zhí)行認(rèn)證過程。若協(xié)調(diào)器與設(shè)備在 認(rèn)證過程中產(chǎn)生的密鑰為主密鑰且它們之間需要生成會(huì)話密鑰來保護(hù)關(guān)聯(lián)過 程，則它們還需要利用該主密鑰執(zhí)行會(huì)話密鑰協(xié)商過程。
當(dāng)認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程是基于原語控制的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程
時(shí)，設(shè)備和協(xié)調(diào)器在MAC層都定義了認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸原語，利用認(rèn)證
及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸原語實(shí)現(xiàn)設(shè)備與協(xié)調(diào)器的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商，認(rèn)證及會(huì)
話密鑰協(xié)商協(xié)議數(shù)據(jù)封裝在MAC層的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸命令幀中傳輸。
當(dāng)認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程是基于端口控制的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程
時(shí)，設(shè)備和協(xié)調(diào)器都定義非受控端口和受控端口，利用MAC層的數(shù)據(jù)傳輸原語 和端口控制來實(shí)現(xiàn)設(shè)備與協(xié)調(diào)器的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商，認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商 協(xié)議數(shù)據(jù)封裝在MAC層的數(shù)據(jù)幀中傳輸。其中，非受控端口僅允許認(rèn)證及會(huì)話 密鑰協(xié)商協(xié)議數(shù)據(jù)和管理信息通行；受控端口允許應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)通行，在設(shè)備 成功通過協(xié)調(diào)器接入WPAN之前處于關(guān)閉狀態(tài)。
步驟4]協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送認(rèn)證接入響應(yīng)。認(rèn)證接入響應(yīng)中包括了協(xié)調(diào)器對(duì) 設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證的認(rèn)證狀態(tài)。若協(xié)調(diào)器和設(shè)備在步驟3]的認(rèn)證過程中成功認(rèn)證， 則該認(rèn)證狀態(tài)為成功，否則為失敗原因。若認(rèn)證狀態(tài)為成功，則執(zhí)行步驟5]; 否則，中止接入過程。
步驟5]設(shè)備向協(xié)調(diào)器發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求。若設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間存在會(huì)話密鑰，
則設(shè)備利用該會(huì)話密鑰對(duì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行安全保護(hù)。
步驟6]協(xié)調(diào)器收到步驟5]中設(shè)備發(fā)送的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求后，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求是否 為安全保護(hù)的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求。若步驟5]中設(shè)備發(fā)送的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求為安全保護(hù)的關(guān)聯(lián)請(qǐng) 求，則對(duì)該關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行解安全保護(hù)以及驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成關(guān)聯(lián)響應(yīng)發(fā) 送給設(shè)備，該關(guān)聯(lián)響應(yīng)是使用設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間的會(huì)話密鑰進(jìn)行安全保護(hù)的關(guān) 聯(lián)響應(yīng)。否則，直接驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成關(guān)聯(lián)響應(yīng)發(fā)送給設(shè)備，該關(guān)聯(lián)響 應(yīng)是沒有進(jìn)行安全保護(hù)的關(guān)聯(lián)響應(yīng)。
若協(xié)調(diào)器允許該設(shè)備接入WPAN，則關(guān)聯(lián)響應(yīng)中包含協(xié)調(diào)器分配給設(shè)備的網(wǎng) 絡(luò)地址，設(shè)備通過協(xié)調(diào)器成功接入WPAN，從而設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間可以正常通信； 否則，關(guān)聯(lián)響應(yīng)中包含設(shè)備與協(xié)調(diào)器關(guān)聯(lián)失敗的原因。
權(quán)利要求
1、一種適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于其包括以下步驟步驟11]協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀；信標(biāo)幀中包括對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求和認(rèn)證方式；所述認(rèn)證方式為直接認(rèn)證或基于認(rèn)證套件的認(rèn)證；步驟12]如果協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備有認(rèn)證需求，則執(zhí)行步驟13]；否則，執(zhí)行步驟15]；步驟13]如果認(rèn)證方式為直接認(rèn)證，那么首先設(shè)備向協(xié)調(diào)器發(fā)送認(rèn)證接入請(qǐng)求，認(rèn)證接入請(qǐng)求中包括設(shè)備請(qǐng)求認(rèn)證的認(rèn)證信息，協(xié)調(diào)器收到設(shè)備的認(rèn)證接入請(qǐng)求后根據(jù)認(rèn)證接入請(qǐng)求中的認(rèn)證信息進(jìn)行認(rèn)證判斷；如果認(rèn)證方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證，那么設(shè)備從步驟11]中協(xié)調(diào)器廣播的信標(biāo)幀獲知協(xié)調(diào)器所支持的認(rèn)證套件，設(shè)備選定認(rèn)證套件后向協(xié)調(diào)器發(fā)送認(rèn)證接入請(qǐng)求，最后協(xié)調(diào)器收到設(shè)備的認(rèn)證接入請(qǐng)求后根據(jù)設(shè)備選定的認(rèn)證套件與設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證過程；步驟14]協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送認(rèn)證接入響應(yīng)；認(rèn)證接入響應(yīng)中包括協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證的認(rèn)證狀態(tài)；步驟15]協(xié)調(diào)器與設(shè)備執(zhí)行關(guān)聯(lián)過程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于當(dāng)認(rèn) 證方式為基于認(rèn)證套件的認(rèn)證時(shí)，如果協(xié)調(diào)器和設(shè)備在認(rèn)證過程中獲得的密鑰 為主密鑰，那么認(rèn)證過程還包括認(rèn)證結(jié)束后的會(huì)話密鑰協(xié)商過程。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于 所述的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程包括以下步驟步驟31]定義設(shè)備和協(xié)調(diào)器在MAC層的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸原語； 步驟32]將認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商協(xié)議數(shù)據(jù)封裝在MAC層的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商傳輸命令幀中傳輸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于 所述的認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程包括以下步驟步驟41]定義設(shè)備和協(xié)調(diào)器在MAC層的非受控端口和受控端口 ；步驟42]將認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商協(xié)議數(shù)據(jù)封裝在MAC層的數(shù)據(jù)幀中，并通過非受控端口傳輸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于所述步驟15]的關(guān)聯(lián)過程具體如下步驟51]當(dāng)設(shè)備在步驟ll]中獲知協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備沒有認(rèn)證需求時(shí)，設(shè)備向 協(xié)調(diào)器發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求；若設(shè)備與協(xié)調(diào)器之間存在會(huì)話密鑰，則設(shè)備利用該會(huì)話 密鑰對(duì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行安全保護(hù)；步驟52]協(xié)調(diào)器收到設(shè)備發(fā)送的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求后，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求是否為安全保 護(hù)的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求，若不是安全保護(hù)的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求，則直接驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成 關(guān)聯(lián)響應(yīng)，否則對(duì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行解安全保護(hù)以及驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成關(guān)聯(lián) 響應(yīng)；步驟53]協(xié)調(diào)器將關(guān)聯(lián)響應(yīng)發(fā)送給設(shè)備；步驟54]設(shè)備收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)后，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)響應(yīng)中的關(guān)聯(lián)狀態(tài)；若關(guān)聯(lián)狀態(tài) 為成功，則通過協(xié)調(diào)器接入無線個(gè)域網(wǎng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于所述的關(guān)聯(lián)響應(yīng)包括協(xié)調(diào)器分配給設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址或關(guān)聯(lián)失敗的原因。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于所述步驟15]中的協(xié)調(diào)器與設(shè)備關(guān)聯(lián)過程具體如下步驟71]當(dāng)設(shè)備和協(xié)調(diào)器經(jīng)認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程后成功獲得設(shè)備與協(xié) 調(diào)器之間的會(huì)話密鑰時(shí)，設(shè)備向協(xié)調(diào)器發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求，且設(shè)備利用該會(huì)話密鑰對(duì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行安全保護(hù)；步驟72]協(xié)調(diào)器收到設(shè)備發(fā)送的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求后，對(duì)該關(guān)聯(lián)請(qǐng)求進(jìn)行解安全保 護(hù)以及驗(yàn)證關(guān)聯(lián)請(qǐng)求信息后生成關(guān)聯(lián)響應(yīng)，且關(guān)聯(lián)響應(yīng)是使用設(shè)備與協(xié)調(diào)器之 間的會(huì)話密鑰進(jìn)行安全保護(hù)的關(guān)聯(lián)響應(yīng)；步驟73]協(xié)調(diào)器將關(guān)聯(lián)響應(yīng)發(fā)送給設(shè)備；步驟74]設(shè)備收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)后，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)響應(yīng)中的關(guān)聯(lián)狀態(tài)；若關(guān)聯(lián)狀態(tài) 為成功，則通過協(xié)調(diào)器接入無線個(gè)域網(wǎng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的適合無線個(gè)域網(wǎng)的接入方法，其特征在于 所述的關(guān)聯(lián)響應(yīng)包括協(xié)調(diào)器分配給設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址或關(guān)聯(lián)失敗的原因。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適合無線個(gè)域網(wǎng)接入方法。協(xié)調(diào)器廣播信標(biāo)幀后，設(shè)備根據(jù)信標(biāo)幀識(shí)別協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備的認(rèn)證需求和認(rèn)證方式。若協(xié)調(diào)器對(duì)設(shè)備無認(rèn)證需求，則設(shè)備與協(xié)調(diào)器直接進(jìn)行關(guān)聯(lián)過程；否則，設(shè)備基于選定的一種認(rèn)證方式及相應(yīng)的認(rèn)證機(jī)制協(xié)商信息向協(xié)調(diào)器發(fā)送認(rèn)證接入請(qǐng)求，然后協(xié)調(diào)器基于設(shè)備選定的認(rèn)證方式與設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程，最后協(xié)調(diào)器向設(shè)備發(fā)送認(rèn)證接入響應(yīng)，當(dāng)認(rèn)證接入響應(yīng)中的認(rèn)證狀態(tài)為成功時(shí)，設(shè)備與協(xié)調(diào)器進(jìn)行關(guān)聯(lián)過程。認(rèn)證及會(huì)話密鑰協(xié)商過程可以基于原語控制，也可以基于端口控制。若設(shè)備與協(xié)調(diào)器成功關(guān)聯(lián)，則協(xié)調(diào)器給設(shè)備分配網(wǎng)絡(luò)地址，從而設(shè)備和協(xié)調(diào)器可進(jìn)行正常通信。其解決了現(xiàn)有無線個(gè)域網(wǎng)接入方法存在安全性較低和效率較低的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)H04L29/06GK101340344SQ20081015057
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者軍 曹, 肖躍雷, 賴曉龍, 鐵滿霞, 黃振海 申請(qǐng)人:西安西電捷通無線網(wǎng)絡(luò)通信有限公司