[发明专利]计算机实施的物联网数据报传输轻型认证系统和方法

摘要

本发明的计算机实施的物联网数据报传输轻型认证系统和方法提供了一种稳健的、基于两个端点间共享预共享密码的询问-应答类型的交换的认证方案。本发明使用对称的基于密钥的安全机制，其中密钥管理与认证相融合。本发明提供了双向认证，其中在配置阶段，系统的端点配有预共享密码，并在服务端设有用于客户识别的客户端数据库。所述系统包括用于生成新鲜值的随机数生成器以及用于生成密钥和会话密钥的密钥生成器。所述随新鲜值和密钥仅在会话期间有效，因此在整个会话过程中有助于提供安全认证。所述系统可进一步与如DTLS的传输层安全协议以及如用于受限设备的CoAP的应用层协议相整合。

主权项

一种计算机实施的服务器与客户端之间数据报传输双向认证系统，所述系统包括系统处理器，并包括：i.第一随机数生成器，与系统处理器合作并被配置为生成第一随机数；ii.第二随机数生成器，与系统处理器合作并被配置为生成第二随机数；iii.密钥生成器，与系统处理器合作并被配置为在配置阶段在双向认证之前，基于系统处理器的生成指令和传输指令，生成并传输密钥至服务器和客户端；iv.第一存储库，被配置为存储所有客户端的客户端ID；v.会话启动器，被配置为基于系统处理器的传输指令，将含有客户端唯一ID的第一消息从客户端传输到服务器；vi.接收器，与系统处理器合作，基于系统处理器的接收指令接收第一消息，并且配备有匹配引擎，将接收到的客户端ID与来自于第一存储库的存储的客户端ID进行匹配，从而识别客户；vii.会话密钥生成器，被配置为生成唯一时限的会话密钥，并且基于系统处理器的传输指令传输生成的会话密钥；viii.询问码生成器，与系统处理器合作并被配置为接收会话密钥以及，基于系统处理器的生成指令控生成并还基于系统处理器的传输指令传输询问码，其中所述询问码含有由第一随机数生成器生成的第一随机数以及会话密钥；ix.第一加密器，与询问码生成器合作以接收生成的询问码以及响应来自于系统处理器的指令，使用由密钥生成器生成的密钥对接收的生成的询问码进行加密，并被进一步配置为基于系统处理器的传输指令将加密的询问码传输到识别的客户端；x.第一解密器，与系统处理器合作并被配置为接收加密的询问码，并被进一步配置为响应来自系统处理器的指令，使用由密钥生成器生成的密钥对加密的询问码进行解密，从而获得解密的第一随机数和会话密钥；xi.第二存储库，被配置为接收并存储来自于第一解密器的会话密钥；xii.第二加密器，与系统处理器合作并被配置为接收解密的第一随机数和会话密钥以及，被进一步配置为基于系统处理器的传输指令传输第二消息，其中所述第二消息含有使用会话密钥加密的解密的第一随机数和由第二随机数字生成器生成的第二随机数；xiii.第二解密器，与系统处理器合作并被配置为接收第二消息并被进一步配置为响应来自系统处理器的指令，使用由会话密钥生成器生成的会话密钥对第一随机数和第二随机数进行解密；xiv.第一比较器和认证器，被配置为响应来自系统处理器的指令，比较解密自第二消息的第一随机数和由第一随机数生成器产生的第一随机数，进而认证客户端；xv.第三加密器，被配置为响应来自系统处理器的指令，使用由会话密钥生成器生成的会话密钥对在第二消息内接收的第二随机数进行加密，并且基于系统处理器的传输指令传输加密的第二随机数；xvi.第三解密器，被配置为基于系统处理器的接收指令进行接收，并被进一步配置为响应来自系统处理器的指令，使用从第二存储库接收的会话密钥对加密的第二随机数进行解密；以及xvii.第二比较器和认证器，被配置为响应来自系统处理器的指令，比较解密的第二随机数和由第二随机数生成器产生的第二随机数，从而认证服务器并实现互相认证。