[发明专利]在自组无线网络中安全处理认证密钥资料的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及无线通信，更具体的，涉及自组无线网络中的 安全性认证和密钥管理。

背景技术

基于基础设施的无线网络，诸如蜂窝网络或卫星网络，通常 包括具有固定且有线连接的网关的通信网络。许多基于基础设施的无 线网络使用移动单元或主机，该移动单元或主机与耦合到有线网络的 固定基站通信。移动单元可以在进行位置迁移的同时通过无线链路与 基站通信。当移动单元移出一个基站的范围时，它可能连接或“切换” 到新的基站并通过新的基站开始与有线网络的通信。

与基于基础设施的无线网络相比，自组网络是可以在没有任 何固定基础设施的情况下进行操作的自形成无线网络，并且在一些情 况中自组网络完全由移动单元构成。自组网络通常包括若干位置上分 散的、潜在的移动单元，有时被称为“节点”，这些移动单元通过一 个或多个链路(例如，射频通信信道)彼此无线连接。这些节点可以 通过无线媒介彼此通信，无需基于基础设施的网络或有线网络的支持。

网状网络是基于移动节点自主集合的自组无线网络的一种 形式，所述移动节点通过具有有限带宽的无线链路彼此通信。网状网 络中的单独节点可以执行路由功能，这实现了，在到达目的地之前通 过从一个节点“跳跃”到另一个节点，而在阻塞路径或连接不良处重 新配置网状网络。网状网络因此被描述为自修复的，因为即使当特定 的节点损坏或离开网络时，网状网络仍然可以有效地操作。

由于无线通信网络，诸如网状网络，变得更加普遍，安全性 一直是通信网络提供商和终端用户关心的主要问题。在无线通信网状 网络中，由于数据很可能被许多节点接收和操纵，因此安全性环境成 为最大的挑战。在无线通信网状网络中使用的无线电链路将穿越网络 的信令和其他数据暴露给窃听者和/或所谓的黑客。在多跳无线通信网 状网络中，这需要网状设备之间的每个链路具有通过多跳认证和密钥 管理过程设立的唯一安全性关联。然后，可以通过设立的安全性关联 来保护在链路上通过空中发送的帧。

附图说明

为使本发明容易地被理解和产生实际效果，现结合附图给出 示例实施例的说明，其中在不同的视图中，同样的附图标记指相同或 功能上相似的元素。附图连同下面的详细说明被并入说明书，并形成 说明书的一部分，用来进一步根据本发明示出实施例并且阐明各种原 理和优点，其中：

图1是示出根据本发明一些实施例的无线通信网状网络的 示意图。

图2是示出根据本发明一些实施例的为了提供安全密钥传 输而在无线通信网状网络的元件之间进行的交互的消息序列图 (sequence chart)。

图3是示出根据本发明一些实施例的网状密钥层级 (hierarchy)的框图。

图4是示出根据本发明一些实施例的、在网状认证器(MA) 与网状密钥分发器(MKD)之间的网状密钥保持器安全性握手的消息 序列图。

图5是示出根据本发明一些实施例的网状密钥保持器安全 性信息元素(MKHSIE)的示例性字段结构的框图，该MKHSIE可被 用于请求、传送或确认网状认证器成对主密钥(PMK-MA)。

图6是示出根据本发明一些实施例的密钥传输拉式(pull) 协议的消息序列图。

图7是示出根据本发明一些实施例的网状已加密密钥信息 元素(MEKIE)的示例性字段结构的框图，该MEKIE可被用于请求、 传送，或确认PMK-MA。

图8是示出根据本发明一些实施例的密钥传输推式(push) 协议的消息序列图。

图9是示出根据本发明一些实施例，从MA视角，使用网 状密钥传输拉式协议将PMK-MA从MKD传送到MA的方法的通用流 程图。

图10是示出根据本发明一些实施例，从MKD视角，使用 网状密钥传输拉式协议将PMK-MA从MKD传送到MA的方法的通用 流程图。

图11是示出根据本发明一些实施例，从MA视角，对网状 网络中的认证密钥资料进行安全处理的方法的通用流程图。

图12是示出根据本发明一些实施例的无线通信网状网络中 的MA的部件的框图。