[发明专利]支持无线网络的多方式接入网关设备及认证方法

权利要求书

1.一种支持无线网络的多方式接入网关设备，包括微处理器模块、本地存储模块、液晶显示模块、ZigBee通信模块、RFID读写器模块、蓝牙通信模块、Wi-Fi模块、3G通信模块：微处理器模块是支持无线网络的多方式接入网关设备的控制核心，微处理器模块通过数据总线和地址总线与本地存储模块连接，用于存储程序和数据信息；微处理器模块通过三路UART接口分别与ZigBee通信模块、RFID读写器模块和蓝牙通信模块相连，控制ZigBee通信模块与ZigBee节点通信，控制RFID读写器模块对RFID标签的读写，控制蓝牙通信模块用于蓝牙通信；微处理器模块通过两路USB接口分别与3G通信模块和Wi-Fi模块相连，控制3G通信模块与3G网络连接，控制Wi-Fi模块作为Wi-Fi接入点；微处理器模块通过LCD控制器与液晶显示模块相连，用于显示信息。

2.一种支持无线网络的多方式接入认证方法，包括用户注册、认证和密码修改，其具体实现的步骤是：

(1)设置初始信息

1a)设置网关设备支持的功能号X_a；设置与X_a线性对应的且与终端节点共享的功能号X_s；

1b)设置网关设备与接入设备共享的密钥J，设置网关设备单独保存的密钥K；

1c)设置网关设备与终端节点共享的密钥S_k；

(2)用户选择是否注册

用户在接入设备上选择是否注册，若用户选择注册，进入步骤(3)；若用户选择不注册，进入步骤(8)验证接入设备的合法性；

(3)输入用户信息：用户经接入设备进入注册界面，输入用户ID号和密码；

(4)发出注册请求

4a)接入设备采用单向哈希函数将用户密码单向哈希后得到值PH，将PH值保存到接入设备中；

4b)接入设备将用户ID号和PH值发送给网关设备，提出注册请求；

(5)处理注册请求

5a)网关设备接收到接入设备的注册请求后，计算用户ID号和PH值与网关设备单独保存的密钥K之间的关联值N；

5b)网关设备将密钥J和密钥K用步骤4a)中相同的哈希函数哈希后的值与功能号X_a异或，得到关联值P；

5c)网关设备将关联值N、关联值P分别发送给接入设备；

(6)显示用户密码哈希值IH

6a)接入设备保存收到的关联值N、关联值P；

6b)接入设备采用单向哈希函数对用户ID号单向哈希后获得值IH，并显示给用户；

(7)用户保存IH：用户保存接入设备显示的IH值，完成用户注册；

(8)验证接入设备合法性

8a)注册用户通过接入设备输入用户ID号；

8b)接入设备按照步骤6b)的方法计算出值IH*；

8c)用户判断值IH*与值IH是否相同；若两者相同则用户输入用户密码，否则判定接入设备非法，终止操作；

(9)用户选择是否修改密码

用户在接入设备上选择是否修改密码，若选择否进入步骤(10)，若选择是进入步骤(15)；

(10)验证用户合法性

接入设备在获得用户密码之后，将密码按照步骤4a)中的计算方法计算出值PH*，判断值PH*与PH是否相同；若两者相同则用户合法，否则终止操作；

(11)发出接入请求

11a)接入设备将用户ID、PH值、密钥J和执行步骤11a)时的时间标识T₁代入公式计算得到动态ID号DID，其中H₁是与步骤4a)中相同的哈希函数，操作符‖为连接操作，操作符为异或运算；

11b)接入设备将N、密钥J、时间T₁代入公式V＝H₁(N‖J‖T₁)计算得到验证信息V；

11c)接入设备分别将DID，验证信息V，时间标识T₁和步骤6a)中保存的关联值P发送到网关设备，发出接入网关设备请求；

(12)验证接入请求的合法性

12a)网关设备收到接入请求后，判断时间标识T₁与执行步骤12a)时的时间标识T₂的间隔是否小于初始设置的阈值，若时间间隔大于阈值，则接入请求非法，终止操作；若时间间隔小于阈值，进入步骤12b)；

12b)网关设备将收到的信息按照步骤11a)和步骤11b)中的方法计算验证信息V*，判断V*是否与请求信息中的验证信息V相同，若两者相同，进入步骤12c)；否则接入请求非法，终止操作；

12c)网关设备将密钥J和密钥K采用步骤4a)中相同的哈希函数哈希后的值与关联值P采用异或运算得到X_a；

12d)网关设备将X_a线性对应，得到终端节点功能号X_s，再计算接收到的DID、功能号X_s、密钥S_k、时间T₂之间的关联值VS；

12e)网关设备将时间标识T₂和接收到的DID、关联值VS分别发送给相邻的网络终端节点，发出接入请求；

(13)验证网关合法性

13a)终端节点收到接入请求，判断时间标识T₂与执行步骤13a)时的时间的间隔是否小于初始设置的阈值，若时间间隔大于阈值，则接入非法，终止操作；若时间间隔小于阈值进入步骤13b)；

13b)终端节点将收到的信息按照步骤12d)中的方法计算关联值VS*，判断VS*是否与请求信息中的关联值VS相同，若两者不同，则接入非法终止操作；若两者相同则网关合法，进入步骤(14)；

(14)返回数据信息：终端节点将数据信息发送给网关设备；

(15)修改密码

15a)用户在接入设备中输入新的密码PW_new；接入设备按照步骤4a)计算新的值PH_new；

15b)接入设备计算步骤6a)中保存的关联值N与PH_new之间的关联值N_new；

15c)接入设备用值PH_new和关联值N_new替换步骤4a)和步骤6a)中保存的值PH和关联值N。