[发明专利]一种WIA-PA工业无线网络中移动设备入网认证方法

摘要

本发明涉及一种WIA‑PA工业无线网络中移动设备入网认证方法，属于工业无线网络技术领域。在该认证过程中涉及的WIA‑PA工业无线网络设备包括：网关设备、路由设备、现场设备和移动设备；该认证方法包含移动设备第一次入网认证和移动设备第k(k≥2)次重复入网认证；移动设备第一次入网认证包含Ticket_net和Ticket_mobile的处理和入网认证，移动设备第k(k≥2)次重复入网认证包含移动设备第k(k≥2)次重复入网认证流程和入网认证。该方法提升了已认证移动设备再入网认证的有效性，减少了移动设备再入网认证的报文交互次数及网络资源开销；移动设备再入网认证的认证码由静态变为用户可选的动态变化模式，对可能的重放攻击等进行有效防御，有效提升了网络的安全性。

主权项

1.一种WIA‑PA工业无线网络中移动设备入网认证方法，其特征在于：在该认证过程中涉及的WIA‑PA工业无线网络设备包括：网关设备、路由设备、现场设备和移动设备；该认证方法包含移动设备第一次入网认证和移动设备第k次重复入网认证；移动设备第一次入网认证包含网络中的票据Ticketnet和移动设备中的票据Ticketmobile的处理和入网认证，移动设备第k次重复入网认证包含移动设备第k次重复入网认证流程和入网认证，其中k≥2；所述移动设备第一次入网认证包括：移动设备在网关设备处认证，认证成功后，网关设备中网络管理者保存该移动设备的认证ID；网关设备中安全管理者生成Ticketnet和Ticketmobile，分发Ticketnet给在网所有路由设备，分发Ticketmobile给该移动设备；移动设备认证成功后，Ticketmobile封装到加入成功响应中，移动设备收到加入成功响应后成功入网并获取Ticketmobile，加入成功响应命令包格式如下表：14字节1字节1字节2字节24字节网络层包头命令标识符＝35执行结果待加入设备短地址Ticket_mobile其中加入成功响应命令包的命令标识符为35，如果加入成功，则执行结果返回“SUCCESS”，待加入移动设备短地址子域值、Ticketmobile有效；如果加入失败，则执行结果返回“FAILURE”，待加入移动设备短地址子域值、Ticketmobile无效；所述Ticketnet和Ticketmobile的处理包含Ticketnet和Ticketmobile的生成、Ticketnet和Ticketmobile的转发、Ticketnet和Ticketmobile的存储与Ticketnet和Ticketmobile的更新；Ticketnet中加密密文为对认证ID加密后的密文，其长度为8字节，Ticketmobile中Key为Ticketnet中加密算法的密钥，长度为16字节；Ticketnet和Ticketmobile分发，在WIA‑PA工业无线网络中，路由设备在网关设备处入网时，网关设备作为父节点在父子节点关系信息表中记录待入网路由设备为子节点；路由设备于在网路由设备处入网时，在网路由设备在父子节点关系信息表中记录待入网路由设备为子节点；网络管理者查询网关设备中的父子节点关系信息表，并依据查询信息发送Ticketnet分发命令包给其所有子节点路由设备，相应路由设备收到Ticketnet分发命令包并保存Ticketnet后，继续查询自身存储的父子节点关系信息表，并依据查询信息将Ticketnet发送给父子节点关系信息表中的所有子节点路由设备，以此进行Ticketnet的分发；Ticketnet分发命令包用于路由设备/网关设备分发Ticketnet，Ticketnet分发命令包格式如下表：14字节1字节8字节网络层包头命令标识符＝33Ticket_net其中Ticketnet转发命令包命令标识符为33；Ticketnet采用缓存方法，缓存于在网路由设备和网关设备，Ticketmobile在移动设备中固定存储；提供四种Ticketnet和Ticketmobile的更新模式，用户根据实际情况自选更新模式，更新模式1为移动设备在第一次离开网络的时间为t1，经过一段时间t后，Ticketnet自动更新到Ticketnet1，同时Ticketmobile自动更新到对应的Ticketmobile1，后续更新重复该过程，更新模式2为移动设备重复入网g次以后，在第g+1次入网时，安全管理者生成新的Ticketnet和Ticketmobile，再次执行Ticketnet和Ticketmobile的转发过程，更新模式3为设立Ticketnet和Ticketmobile最大存活时间T，超过最大存活时间T后，WIA‑PA网络中的路由设备和网关设备自动清除缓存中Ticketnet，移动设备同时清除Ticketmobile；在下一次入网时，采用移动设备第一次入网认证过程，更新模式4为对Ticketnet和Ticketmobile不更新。