[发明专利]一种安全关联方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种安全关联方法、装置及系统，当所述安全关联方法应用于现场设备时，该方法包括：现场设备通过网络接口与路由设备建立连接；将生成的第一随机数发送至所述路由设备；接收路由设备发送的第二随机数和第一签名；对第一签名进行验证，若验证通过，则根据第一随机数和第二随机数进行计算，获得第二签名，将第二签名发送至路由设备；接收所述路由设备发送的密文和第三签名，并对所述第三签名进行验证，若验证通过，则解密所述密文获得随机密钥。通过本发明在保证应用范围的前提下，实现了工业无线网络中的现场设备和路由设备的通信安全的目的。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，特别是涉及一种用于工业无线网络中现场设备与路由设备安全关联的方法、装置及系统。

背景技术

工业无线网络是由无线传感器网络发展而来的，用于工业控制领域的无线通信技术。工业无线网络具有低成本、低能耗、高灵活和强扩展性等特点，为工业自动化系统的发展提供了技术保证。然而，由于工业现场环境复杂以及在一些工业应用中存在特殊要求，使得无线网络面临着严峻的安全威胁。

安全关联协议可实现设备配对和共享密钥建立，是保障设备之间安全通信的基础，进而可以保证工业无线网络的安全。目前，工业无线网络中用于现场设备和路由设备安全关联的协议主要有两类：基于预分配秘密信息或公钥基础设施的安全关联协议和基于Diffie-Hellman密钥交换算法的安全关联协议。由于工业无线网络中的现场设备具有动态接入网络、可移动的特性，第一类安全关联方法在实际应用中不容易实现；第二类安全关联方法通常需要输入口令、建立带外信道等方法来防止中间人攻击，而实际应用有些现场设备和路由设备不具备输入界面和建立带外信道的条件，因此该方法的使用范围相对受限。由此可见，现有的安全关联方法都无法确保工业无线网络的安全。

发明内容

针对于上述问题，本发明提供一种安全关联方法、装置及系统，在保证应用范围的前提下，实现了工业无线网络中的现场设备和路由设备的通信安全的目的。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种安全关联方法，应用于现场设备，该方法包括：

所述现场设备通过网络接口与路由设备建立连接；

将生成的第一随机数发送至所述路由设备；

接收所述路由设备发送的第二随机数和第一签名，其中，所述第一签名为所述路由设备根据自身生成的第二随机数和接收到的第一随机数计算生成的第一签名；

对所述第一签名进行验证，若验证通过，则根据所述第一随机数和第二随机数进行计算，获得第二签名，将所述第二签名发送至所述路由设备；

接收所述路由设备发送的密文和第三签名，并对所述第三签名进行验证，若验证通过，则解密所述密文获得随机密钥，其中，所述密文为所述路由设备对所述第二签名验证通过后生成的所述随机密钥，并加密所述随机密钥获得所述密文；所述第三签名为根据所述密文计算获得的。

优选的，所述现场设备通过网络接口与路由设备建立连接之前，该方法还包括：

存储第一私钥，其中，所述第一私钥为根据所述现场设备身份生成的密钥。

根据本发明的第二方面，提供了一种安全关联方法，应用于路由设备，该方法包括：

所述路由设备通过网络接口与现场设备建立连接；

当接收到所述现场设备发送的第一随机数后，生成第二随机数，并根据所述第一随机数和第二随机数计算获得第一签名，并将所述第二随机数和所述第一签名发送至所述现场设备；