[发明专利]基于哈希函数的双向认证方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在无线网络领域中应用的双向认证方法和系统，尤其涉及一种基于哈希函数的双向认证方法及系统。

背景技术

对于无线网络来说，如无线局域网或无线城域网等，其安全问题远比有线以太网严重的多。射频识别标签(RFID)同样面临安全问题，在进行安全通信之前，必须有效地解决RFID中读写器和电子标签之间的安全认证及密钥协商问题。

电子标签通常是一个低性能设备，处理能力较低；而读写器、数据库服务器等设备性能一般较高，其处理能力不受限制，能够满足如PC机上的各种运算和操作。因此，在设计电子标签应用系统时，电子标签的性能就会成为一个瓶颈，需要根据电子标签性能来确定所采用的设计方案。安全认证方案的设计也不例外。

如果电子标签的设备性能较高，可以采用现有的无线网络的安全方案，如无线局域网IEEE802.11i、无线城域网IEEE802.16e等安全方案来实现电子标签与读写器之间的双向认证。如果电子标签性能较低，需要设计一些特殊的安全方案，在性能和安全性方面达到一个折中。

目前所采用的一些方案需要读写器和服务器互相可信，一般情况下由于它们不在同一地理位置，因此在实际运用中所采用的该种技术方案是不可行的。

基于公钥系统的认证方案尽管灵活、扩展性好，但是其所需要的公钥运算对低性能电子标签来说是不合适的。与公钥运算、对称加密相比较而言，哈希函数所涉及的运算主要是移位和位运算，性能较高，能够适合低性能设备，即使对于对称加密算法来说，其运算复杂性也能高一、两个数量级。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可实现数据库和读写器之间无需安全链接、并能进行双向认证、以及合理利用设备性能的基于哈希函数的双向认证方法及系统。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种基于哈希函数的双向认证方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)认证激活：由读写器READER发送认证激活分组给电子标签TAG，本分组内容为空，主要完成读写器READER对电子标签TAG提供能量；

2)认证请求：当电子标签TAG收到认证激活分组后，电子标签TAG构造并发送认证请求分组给读写器READER；

3)密钥请求：当读写器READER收到认证请求分组后，构造并发送密钥请求分组给电子标签应用系统数据库DB；

4)证书鉴别请求：当电子标签应用系统数据库DB收到密钥请求分组后向认证服务器AS发送证书鉴别请求分组；

5)证书鉴别响应：当认证服务器AS收到证书鉴别请求分组后向电子标签应用系统数据库DB发送证书鉴别响应分组；

6)密钥响应：当电子标签应用系统数据库DB收到证书鉴别响应分组后向读写器READER发送密钥响应分组；

7)认证响应：当读写器READER收到密钥响应分组后向电子标签TAG发送认证响应分组；

8)认证确认：当电子标签TAG收到认证响应分组后向读写器READER发送认证确认分组。

上述步骤2)中认证请求分组内容包括：PID字段、N1字段和MIC1字段，

其中：

PID字段：电子标签TAG当前的伪身份标识；

N1字段：电子标签TAG选取的一次性随机数；

MIC1字段：电子标签TAG利用SK对本字段之前所有字段计算的消息完整性校验。

上述步骤3)中密钥请求分组内容包括：PID字段、N1字段、MIC1字段、N2字段、CERT_R字段和CN2字段，

其中：

PID字段：其值与认证请求分组中的PID字段值相同；

N1字段：其值与认证请求分组中的N1字段值相同；

MIC1字段：其值与认证请求分组中的MIC1字段值相同；

N2字段：读写器READER选取的一次性随机数；

CERT_R字段：读写器READER的数字证书；

CN2字段：N2的密文，使用读写器READER的私钥加密，即CN2＝ES(N2；读写器READER)。