[发明专利]无线网络中安全有效的切换认证方案的通用构造

权利要求书

1.无线网络中安全有效的切换认证方案的通用构造，其特征在于：包括初始化全认证过程和切换认证过程；首先设置系统参数，然后描述通用方法的两个过程；

所述初始化全认证过程包括网络认证阶段和切换初始化阶段；

所述网络认证阶段为：网络认证过程由传输层安全的扩展认证协议EAP-TLS实现；一旦认证成功，MN就与AP₁共享一个PMK，PMK可用于保证之后的切换初始化阶段的通信安全；

所述切换初始化阶段为：在切换初始化阶段，MN和AAA服务器之间的通信是经由AP₁通过安全信道实现的；如果网络认证成功，则每次切换初始化之后，MN可以从AAA服务器那里获得一个短期的证书Cert_MN，每当证书过期时，AAA服务器都会把过期的证书信息发送给所有的AP；切换初始化阶段是切换认证过程的准备，可以预进行，具体描述如下：秘密参数生成，MN首先生成秘密参数SecParas，包括长期陷门密钥；然后，MN由SecParas和SysParas推导出h，将h作为所采取的双陷门变色龙哈希函数H_HK的值；则证书请求消息就是Message_CertReq＝h‖ID_MN；

证书请求：MN发送证书请求消息Message_CertReq给AAA服务器；

证书生成：收到MN的证书请求消息Message_CertReq后，AAA服务器生成证书Cert_MN＝Sign_SK(Message_CertReq‖T_Exp)；

证书响应：AAA服务器把证书响应消息Message_CertRes发送给MN；所述Message_CertRes＝Cert_MN‖T_Exp；

切换参数设置：收到AAA服务器的Message_CertRes后，MN设置并存储切换参数。

2.根据权利要求1所述无线网络中安全有效的切换认证方案的通用构造，其特征在于：所述切换认证过程为：当MN移动到AP₂所覆盖的区域后，MN和AP₂必须进行互相认证；通过切换认证过程，MN和AP₂不但可以实现互相认证，而且可以进行密钥协商；具体描述如下：

陷门碰撞：MN计算一个新的陷门碰撞，然后利用一次性陷门计算验证信息VerifyInfo_MN；

发送验证信息：MN把VerifyInfo_MN发送给AP₂；

当收到MN的VerifyInfo_MN后，AP₂可以根据下面的身份认证过程检验MN的身份的有效性；如果MN的身份有效，则执行接下来的陷门碰撞和密钥协商；

身份认证：当收到MN的VerifyInfo_MN后，AP₂推导出和MN对应的Message_CertReq，并提取Cert_MN和T_Exp；然后，AP₂根据下面的方程(1)对MN进行认证；

Verify_VK(Cert_MN，Message_CertReq‖T_Exp)＝“valid”(1)

其中，Verify表示与Sign相对应的签名验证算法，VK表示AAA服务器的公钥，AP₂认为MN是合法的节点当且仅当方程(1)成立；

陷门碰撞：如果MN是合法的，则AP₂计算一个新的陷门碰撞，并利用一次性陷门推导出验证信息

密钥协商：AP₂计算PTK，并推导出确认信息AP₂发送验证-确认信息：AP₂把发送给MN，当收到AP₂的后，MN可以根据下面的身份认证过程检验AP₂的身份的有效性；如果AP₂的身份有效，则执行接下来的密钥协商和PTK确认；

身份认证：当收到AP₂的后，MN推导出和AP₂对应的Message_CertReq，并提取和T_Exp；然后，MN根据下面的方程(2)对AP₂进行认证；

其中，Verify表示与Sign相对应的签名验证算法，VK表示AAA服务器的公钥；MN认为AP₂是合法的节点当且仅当方程(2)成立；

密钥协商：如果AP₂是合法的，则MN计算PTK；

PTK确认：MN根据判断AP₂是否已经成功的得到了PTK；如果成功，MN就计算确认信息ConfirmInfo_MN；

确认响应：在确认AP₂已经成功获得PTK之后，MN把ConfirmInfo_MN发送给AP₂；

PTK确认：根据ConfirmInfo_MN，AP₂可以判断MN是否已经成功获得PTK；

在确定了MN已经成功地得到了PTK的基础上，AP₂可以与MN在一个逻辑过程内实现互相认证和密钥协商；之后，MN和AP₂之间的通信的机密性由PTK保证。