專利名稱：鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法、認(rèn)證方法、系統(tǒng)及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及認(rèn)證技術(shù)。
技術(shù)背景隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)核心網(wǎng)向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)。第三代移動(dòng)通信合作伙伴項(xiàng)目(3rd Generation Partnership Project,簡(jiǎn)稱"3GPP，，) 在R5/R6標(biāo)準(zhǔn)提出的基于IP的多媒體子系統(tǒng)(IP based Multimedia Subsystem, 簡(jiǎn)稱"IMS")即專門(mén)為下一代全I(xiàn)P的多媒體移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，著眼于 用IP網(wǎng)絡(luò)承載移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，使運(yùn)營(yíng)商和終端用戶從多媒體服務(wù)的革新中 獲取更快速、更靈活的應(yīng)用，從而為運(yùn)營(yíng)商增加收入、創(chuàng)造利潤(rùn)。第三代合作伙伴項(xiàng)目2 (3rd Generation Partnership Project 2,簡(jiǎn)稱 "3GPP2")已經(jīng)制定了相應(yīng)的IMS規(guī)范，即多媒體域(Multimedia Domain, 簡(jiǎn)稱"MMD")標(biāo)準(zhǔn)。MMD與3GPP中IMS對(duì)應(yīng)的實(shí)體和接口是基本—— 對(duì)應(yīng)的。IMS是基于會(huì)話初始化協(xié)議(Session Initiation Protocol,簡(jiǎn)稱"SIP") 的體系，SIP是按客戶端/服務(wù)器方式工作的基于文本的信息協(xié)議，IMS使用 SIP呼叫控制機(jī)制來(lái)創(chuàng)建、管理和終結(jié)各種類型的多媒體業(yè)務(wù)。3GPP定義的IMS的框架結(jié)構(gòu)包括呼叫會(huì)話控制功能(Call Session Control Function,簡(jiǎn)稱"CSCF")、媒體網(wǎng)關(guān)控制功能(Media Gateway Control Function,簡(jiǎn)稱"MGCF")、多媒體資源功能(Multimedia Resource Function, 簡(jiǎn)稱"MRF")、和歸屬用戶服務(wù)器(Home Subscriber Server,簡(jiǎn)稱"HSS") 等功能實(shí)體。其中，CSCF又可以分成服務(wù)CSCF( Serving CSCF,簡(jiǎn)稱"S-CSCF，，)、 代理CSCF( Proxy CSCF,簡(jiǎn)稱"P畫(huà)CSCF")和查詢CSCF( Interrogating CSCF， 簡(jiǎn)稱"I-CSCF")三個(gè)邏輯實(shí)體。S-CSCF是IMS的業(yè)務(wù)交換中心，執(zhí)行會(huì) 話控制，負(fù)責(zé)管理用戶信息，產(chǎn)生計(jì)費(fèi)信息等；P-CSCF是終端用戶接入IMS 的接入點(diǎn)，完成用戶注冊(cè)，負(fù)責(zé)服務(wù)質(zhì)量控制和安全管理等；I-CSCF負(fù)責(zé)IMS 域之間的互通，管理S-CSCF的分配，對(duì)外隱藏網(wǎng)絡(luò)拓樸和配置，產(chǎn)生計(jì)費(fèi) 數(shù)據(jù)等。在終端發(fā)起呼叫前，需要在IMS核心網(wǎng)實(shí)體進(jìn)行注冊(cè)。注冊(cè)過(guò)程使得終 端可以使用IMS服務(wù)。IMS注冊(cè)使用的是基于鑒權(quán)和密鑰協(xié)商(Authentication and Key Agreement,簡(jiǎn)稱"AKA")的流程。在AKA流程中，首先由終端向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求，在請(qǐng)求中包含用 戶身份。網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)該請(qǐng)求中的用戶身份獲取該終端的根密鑰，并根據(jù)該根 密鑰計(jì)算用于認(rèn)證的認(rèn)證向量(AV) ， AV包括五個(gè)參數(shù)隨機(jī)數(shù)RAND, AUTN，期待的響應(yīng)XRES以及完整性密鑰IK和加密密鑰CK;其中，AUTN 又包含有序列號(hào)SQN和MAC兩個(gè)參數(shù)，MAC值是根據(jù)隨機(jī)數(shù)RAND、 SQN 以及終端根密鑰計(jì)算得到的，用來(lái)讓終端認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)側(cè)。之后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)將RAND 和AUTN通過(guò)認(rèn)iia兆戰(zhàn)消息Auth一Challenge發(fā)送給終端。終端收到該挑戰(zhàn)消 息后，根據(jù)其中的RAND、 SQN以及該終端的根密鑰計(jì)算相應(yīng)的XMAC，并 將XMAC和消息中的MAC做比較，如果相同，則接著校驗(yàn)收到的SQN是 否大于本地保存的SQN，并且其差值在有效范圍內(nèi)，以防止重放攻擊。如果 是，則該終端成功地認(rèn)證了網(wǎng)絡(luò)。終端接著根據(jù)該RAND計(jì)算RES、完整性 密鑰IK和加密密鑰CK,其中RES是用來(lái)讓網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證終端的參數(shù)。之后終端 向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送認(rèn)i正響應(yīng)SIP Register,在響應(yīng)消息中包含用戶身份，將RES 作為該響應(yīng)消息的密鑰。網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)該響應(yīng)消息中的用戶身份找到對(duì)應(yīng)的 XRES，檢驗(yàn)該RES，判斷該響應(yīng)消息是否合法，如果合法則認(rèn)證成功?？梢?jiàn)，在該AKA流程中，只有在終端側(cè)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)合法、且網(wǎng)絡(luò)側(cè)驗(yàn)證 終端合法，才均使得認(rèn)證成功。為了確保終端能夠有效驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)側(cè)，實(shí)現(xiàn)AKA過(guò)程，終端必須在本地 保存有SQN,網(wǎng)絡(luò)側(cè)同樣為每個(gè)終端也保存有對(duì)應(yīng)的SQN，終端與網(wǎng)絡(luò)側(cè)保 存的SQN同步。在每次網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送挑戰(zhàn)消息和終端檢驗(yàn)SQN后，兩側(cè)的SQN 均會(huì)改變且單調(diào)遞增。因此，終端在收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息后，可 以根據(jù)消息包含的AV中的SQN是否大于本終端保存的SQN，或兩者的差 值是否在一個(gè)限定的范圍內(nèi)，來(lái)判斷該認(rèn)證挑戰(zhàn)消息是否新鮮。如果收到的 認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的SQN大于終端本地的SQN,則說(shuō)明該認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的 SQN是有效的，否則認(rèn)為是重放攻擊，也就是說(shuō)，該消息是被非法網(wǎng)絡(luò)截獲 后重發(fā)的，不具備安全性。這種情況下，終端發(fā)起與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的重同步過(guò)程， 使得網(wǎng)絡(luò)側(cè)的SQN (序列號(hào))與終端保存的SQN重新同步。由于在認(rèn)證的過(guò)程中，終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)均需要使用到用戶身份、SQN、根 密鑰，這些信息保存在ISIM (即IMS的用戶身份模塊)上，因此通常而言， 支持IMS的終端需要具有ISIM模塊。這個(gè)模塊是3G用戶卡UICC或者R-UIM 的一部分，對(duì)于沒(méi)有ISIM的2G用戶卡而言，無(wú)法實(shí)現(xiàn)IMS業(yè)務(wù)的注冊(cè)。終端側(cè)的用戶標(biāo)識(shí)、SQN和IMS的根密鑰都保存在卡上，因此能保證 這些參數(shù)的安全性。如果終端為機(jī)卡一體，也就是沒(méi)有UICC或者R-UIM時(shí)， 這些參數(shù)保存在終端的安全內(nèi)存中。這樣的終端只為 一個(gè)用戶服務(wù)。目前，有些運(yùn)營(yíng)商希望為使用2G卡的用戶提供IMS的業(yè)務(wù)，因此需要 考慮如何為這些用戶保存以上參數(shù)，即IMS密鑰、SQN等。有方法提出動(dòng)態(tài) 生成IMS密鑰，并且在這些用戶使用的終端，也就是除去用戶卡的用戶設(shè)備 上維護(hù)和保存SQN。然而本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該方法中，由于SQN保存在終端上，用戶 更換終端時(shí)，終端需要產(chǎn)生新的SQN，這個(gè)SQN與之前所使用的無(wú)法關(guān)聯(lián)，從而無(wú)法保證SQN的單調(diào)遞增性，這樣可能導(dǎo)致非法網(wǎng)絡(luò)的重放攻擊。比如 說(shuō)，用戶通過(guò)2G卡先在終端1上進(jìn)行IMS注冊(cè)認(rèn)證，在AKA過(guò)程中使用 終端1中保存的SQN進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證，在該次網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證之后，終端1上保存的 SQN會(huì)發(fā)生變化，單調(diào)遞增；之后該用戶通過(guò)該2G卡在終端2上再次進(jìn)行 認(rèn)證，此時(shí)，該終端2上為此用戶重新生成的SQN可能會(huì)比之前的小(未確 保單調(diào)遞增性)。此時(shí)，如果非法網(wǎng)絡(luò)截獲用戶上次認(rèn)證時(shí)的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息 進(jìn)行重放攻擊，終端將誤認(rèn)該非法消息為合法認(rèn)證挑戰(zhàn)消息，即無(wú)法抵抗該 重放攻擊。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施方式要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提供一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方 法、認(rèn)證方法、系統(tǒng)及設(shè)備，使得在用戶卡不支持SQN的保存的情況下，能 夠抵抗AKA過(guò)程中的重放攻擊。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了 一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方 法> 包含以下步驟網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)與該終端的共享密鑰、 一個(gè)隨機(jī)數(shù)、 和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序列號(hào)生成第一認(rèn)證碼，將該隨機(jī)數(shù)、第 一序列號(hào)和第 一認(rèn)證碼發(fā)送給終端；終端對(duì)收到的隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼進(jìn)行驗(yàn)證，如滿足以下 條件則認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰、隨機(jī)數(shù)和第 一序列號(hào)生成的第二認(rèn)證碼與第 一認(rèn)證碼相同；代表終端側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)與第 一序列號(hào)的差值滿足預(yù)定 條件；終端認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和隨機(jī)數(shù)生成響應(yīng)值，發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)側(cè)；如果網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)響應(yīng)值驗(yàn)證成功，則認(rèn)定終端合法。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了 一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商系統(tǒng)，包含網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終 端，網(wǎng)絡(luò)側(cè)包含第一生成單元，用于在收到終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)與該 終端的共享密鑰、 一個(gè)隨機(jī)數(shù)、和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序列號(hào)生 成第一認(rèn)證碼；發(fā)送單元，用于將隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一生成單元生成的第一認(rèn)證 碼發(fā)送給終端；終端包含接收單元，用于從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn) 證碼；第二生成單元，用于根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和接收單元收到的隨機(jī) 數(shù)，生成第二認(rèn)證碼和響應(yīng)值；發(fā)送單元，用于將響應(yīng)值發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)側(cè)；驗(yàn)證單元，用于對(duì)接收單元收到的隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼進(jìn) 行驗(yàn)證，在第二生成單元生成的第二認(rèn)證碼與第一認(rèn)證碼相同，且代表終端 側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)與第一序列號(hào)的差值滿足預(yù)定條件時(shí)，認(rèn)定網(wǎng) 絡(luò)側(cè)合法；第二生成單元在驗(yàn)證單元認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰 和隨枳4史生成響應(yīng){直。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種終端設(shè)備，包含接收單元，用于從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼；生成單元，用于根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和接收單元收到的隨機(jī)數(shù)，生 成第二認(rèn)證碼和響應(yīng)值；發(fā)送單元，用于將響應(yīng)值發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)側(cè)；驗(yàn)證單元，用于對(duì)接收單元收到的隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼進(jìn) 行驗(yàn)證，在生成單元生成的第二認(rèn)證碼與第一認(rèn)證碼相同，且代表終端側(cè)當(dāng) 前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)與第 一序列號(hào)的差值滿足預(yù)定條件時(shí)，認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè) 合法；生成單元在驗(yàn)證單元認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和隨 才幾數(shù)生成響應(yīng)值。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種認(rèn)證方法，包含以下步驟 如果第二設(shè)備確定本設(shè)備沒(méi)有保存待認(rèn)證的用戶的第四序列號(hào)，則根據(jù) 該第二設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成第四序列號(hào)，并通過(guò)與第 一設(shè)備的交互 將由第一設(shè)備保存的該用戶的第三序列號(hào)與該第四序列號(hào)同步；第二設(shè)備和第 一設(shè)備使用同步后的第三、第四序列號(hào)進(jìn)行交互消息的抗 重放認(rèn)證。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種通信設(shè)備，包含 第一存儲(chǔ)單元，用于保存用戶的第四序列號(hào)；生成單元，用于在確定該第一存儲(chǔ)單元沒(méi)有保存待認(rèn)證的用戶的第四序 列號(hào)時(shí)，根據(jù)該通信設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成第四序列號(hào)，并指示該第 一存儲(chǔ)單元保存該第四序列號(hào)；第一同步單元，用于通過(guò)與通信設(shè)備的對(duì)端設(shè)備的交互將由對(duì)端設(shè)備保 存的用戶的第三序列號(hào)與第四序列號(hào)同步；第 一認(rèn)證單元，用于使用同步后的第四序列號(hào)與對(duì)端設(shè)備進(jìn)行交互消息 的抗重iii人iiE。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種通信設(shè)備，包含第二存儲(chǔ)單元，用于保存用戶的第三序列號(hào)；接收單元，用于從通信設(shè)備的對(duì)端設(shè)備接收待認(rèn)證的用戶的第四序列號(hào)；第二同步單元，用于將第二存儲(chǔ)單元保存的第三序列號(hào)與接收單元收到的第四序列號(hào)同步；第二認(rèn)證單元，用于使用更新后的第三序列號(hào)與對(duì)端設(shè)備進(jìn)行交互消息 的抗重》文iUiE。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種認(rèn)證系統(tǒng)，包含至少一個(gè)如上文所述的 第一種通信設(shè)備和至少一個(gè)如上文所述的第二種通信設(shè)備，該第一種通信設(shè) 備和該第二種通信設(shè)備互為進(jìn)行認(rèn)證的對(duì)端設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)與該終端的共享密鑰、 一個(gè)隨機(jī)數(shù)、 和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序列號(hào)SQN1生成第一認(rèn)證碼MAC，將該 隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)SQN1和第一認(rèn)證碼MAC發(fā)送給該終端；終端根據(jù)與 網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰、收到的隨機(jī)數(shù)和第一序列號(hào)SQN1生成第二認(rèn)證碼 XMAC,如果該第二認(rèn)證碼XMAC與第一認(rèn)證碼MAC相同，且代表終端側(cè) 當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)SQN2與第 一序列號(hào)SQN1的差值滿足預(yù)定條件， 則該終端認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法；如果，XMAC與MAC相同，但終端側(cè)的SQN2 與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的SQN1的差值不滿足預(yù)定條件，則認(rèn)定用于發(fā)送該隨機(jī)數(shù)、第一 序列號(hào)SQN1和第一認(rèn)證碼MAC的消息是網(wǎng)絡(luò)側(cè)在之前發(fā)送的，可能被非 法網(wǎng)絡(luò)復(fù)制后重放，不具備安全性，認(rèn)證失敗。由于系統(tǒng)時(shí)間是每個(gè)終端均 能夠自動(dòng)且唯一確定的，因此終端無(wú)需根據(jù)上次認(rèn)證后的SQN2來(lái)生成本次 認(rèn)證過(guò)程中的SQN2，即使用戶卡無(wú)法保存其上次認(rèn)證后的SQN2,或在上次 認(rèn)證之后用戶卡更換到了其它終端，均能唯一且準(zhǔn)確地生成本次認(rèn)證的SQN2，不會(huì)因?yàn)镾QN2的無(wú)法確認(rèn)或錯(cuò)誤而將非法網(wǎng)絡(luò)重放的隨機(jī)數(shù)、第一 序列號(hào)和認(rèn)證碼誤認(rèn)為合法，從而能夠有效抵抗重放攻擊。如果第二設(shè)備確定本設(shè)備沒(méi)有保存待認(rèn)證的用戶的第四序列號(hào)，則根據(jù) 該第二設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成第四序列號(hào)，并通過(guò)與第 一設(shè)備的交互 將由第一設(shè)備保存的該用戶的第三序列號(hào)與該第四序列號(hào)同步；第二設(shè)備和 第一設(shè)備使用同步后的第三、第四序列號(hào)進(jìn)行交互消息的抗重放認(rèn)證。由于 在第一設(shè)備保存的用戶的第三序列號(hào)是根據(jù)認(rèn)證的次數(shù)遞增的，而系統(tǒng)時(shí)間 是自動(dòng)遞增的，且能夠很容易地保證系統(tǒng)時(shí)間自動(dòng)遞增的頻率大于第二設(shè)備 認(rèn)證的頻率，因此根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成的第四序列號(hào)比第 一設(shè)備和用戶側(cè)原先 保存的第三第四序列號(hào)大，如第二設(shè)備認(rèn)證頻率為十秒一次，則可以根據(jù)系 統(tǒng)時(shí)間的總秒數(shù)生成第四序列號(hào)，如第二設(shè)備認(rèn)證頻率為十毫秒一次，則可 以根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間的總毫秒數(shù)生成第四序列號(hào)，從而可以保證根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生 成的第四序列號(hào)一定大于根據(jù)認(rèn)證次數(shù)遞增得到序列號(hào)。因此采用該系統(tǒng)時(shí) 間生成的第四序列號(hào)為第 一設(shè)備和第二設(shè)備側(cè)進(jìn)行序列號(hào)的重同步，在不知 道當(dāng)前保存和使用的第三序列號(hào)和第四序列號(hào)的情況下，依然能夠確保重同 步后的序列號(hào)是遞增的，從而能夠有效防止重放攻擊，特別適合無(wú)法保存序:終端設(shè)備時(shí)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備之間進(jìn)行的重同步。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法流程圖; 圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法流程圖; 圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法流程圖; 圖4是^f艮據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的認(rèn)證方法流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商AKA方法。與現(xiàn)有的 AKA相比，兩者最大的區(qū)別在于SQN參數(shù)設(shè)置方法的不同。在現(xiàn)有的AKA 中，SQN是一個(gè)計(jì)數(shù)器的概念，用戶側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)都維護(hù)一個(gè)計(jì)數(shù)器，并保證 同步，用戶的終端可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的計(jì)數(shù)器值(即SQN)和本地維護(hù)的 計(jì)數(shù)器值(SQN)是否一致來(lái)判斷發(fā)送SQN的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否合法。該方法要 求一個(gè)用戶必須統(tǒng)一維護(hù)一個(gè)SQN，在SQN保存在用戶卡上的情況下，無(wú) 論用戶更換多少終端，都能統(tǒng)一維護(hù)一個(gè)SQN,而對(duì)于無(wú)法保存SQN的用 戶卡，由于只能將SQN保存在用戶卡插入的終端上，在用戶將同一張用戶卡 插入不同的終端的情況下，無(wú)法統(tǒng)一不同終端中保存的SQN,從而在認(rèn)證時(shí) 可能受到重放攻擊。本實(shí)施方式繼續(xù)使用SQN這個(gè)參數(shù)，但它不再是計(jì)數(shù)器 的值，而是系統(tǒng)的時(shí)鐘值，也就是時(shí)間戳(time stamp )。由于終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè) 都有時(shí)鐘，不同的終端維護(hù)的時(shí)鐘永遠(yuǎn)是一致的，即使用戶的用戶卡無(wú)法保 存SQN，且需要插入不同的終端，只要各終端與網(wǎng)絡(luò)側(cè)在時(shí)間上是同步的， 不同終端的SQN就一定是一致的，從而可以有效4氐抗重^:攻擊。在本實(shí)施方 式中終端對(duì)應(yīng)的用戶卡不支持SQN保存能力。具體的認(rèn)證過(guò)程如圖1所示，在步驟101中，終端向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起注冊(cè)或 者認(rèn)證請(qǐng)求，請(qǐng)求中包含用戶的身份。接著進(jìn)入步驟102，網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到該注冊(cè)或者認(rèn)證請(qǐng)求后，根據(jù)其中用戶 的身份，找到對(duì)應(yīng)的用戶信息，獲取該用戶的共享密鑰K,作為認(rèn)證密鑰。 如果用戶信息中沒(méi)有共享密鑰，網(wǎng)絡(luò)側(cè)也可以通過(guò)其他方式生成認(rèn)證密鑰。接著進(jìn)入步驟103，網(wǎng)絡(luò)側(cè)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)RAND,并獲得系統(tǒng)時(shí)間，將時(shí) 間值變換為48比特的SQN值。將系統(tǒng)時(shí)間轉(zhuǎn)換成SQN值的方法有很多，根據(jù)所需要的精度，可以有不同的轉(zhuǎn)換。如果精度不需要很高，可以將時(shí)間的總秒數(shù)轉(zhuǎn)換成SQN值；如果精度要求高一些，可以將秒和毫秒數(shù)轉(zhuǎn)換成SQN 值。另外，在本實(shí)施方式中，該SQN是48比特的數(shù)值，在實(shí)際應(yīng)用中，該 SQN也可以是小于或大于48比特的數(shù)值，本實(shí)施方式不在此進(jìn)行限制。接著進(jìn)入步驟104，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)共享密鑰K、隨機(jī)數(shù)RAND和SQN值 計(jì)算認(rèn)證向量AV的其他參數(shù)。該AV包括RAND、 AUTN、 XREX、 IK和 CK, AUTN又包含序列號(hào)SQN和MAC。也就是說(shuō)，該網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)共享密鑰 K、 RAND和SQN計(jì)算MAC、 XRES、 IK和CK。其中MAC和SQN用于供 終端認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)側(cè)，XRES用于供網(wǎng)絡(luò)側(cè)在之后對(duì)終端進(jìn)行認(rèn)證。接著進(jìn)入步驟105，網(wǎng)絡(luò)側(cè)將RAND、 AUTN (包括SQN和MAC值)作為認(rèn)證挑戰(zhàn)消息的參數(shù)發(fā)給終端側(cè)。接著進(jìn)入步驟106,終端側(cè)收到該認(rèn)證挑戰(zhàn)消息后，根據(jù)消息中的RAND 和SQN、以及終端本身的共享密鑰K,采用與網(wǎng)絡(luò)側(cè)相同的方法計(jì)算XMAC。 并將該XMAC與收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的MAC值做比較，如果不正確，則 判定當(dāng)前收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息是非法的，則終止認(rèn)證流程，認(rèn)證失敗。如果 正確則進(jìn)入步驟107。在步驟107中，終端繼續(xù)檢查SQN的值。SQN是否有效的判斷方法與 現(xiàn)有的AKA流程不同，終端首先獲得當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間，并將其轉(zhuǎn)換成48比 特的SQN值，將本終端轉(zhuǎn)換得到的SQN與接收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的SQN 進(jìn)行比較，如果滿足預(yù)定條件，則SQN校驗(yàn)成功，表明兩邊是同步的，該認(rèn) 證挑戰(zhàn)消息是新鮮的，終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證成功，進(jìn)入步驟108;如果不滿足 預(yù)定條件，則說(shuō)明消息是重放的，認(rèn)證失敗，結(jié)束本流程。其中，該預(yù)定條 件可以是收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的SQN與終端計(jì)算得到的SQN的差值的 絕對(duì)值小于預(yù)定門(mén)限；或者，收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的SQN與終端計(jì)算得到 的S Q N的差值在預(yù)定范圍內(nèi)等等，可以根據(jù)實(shí)際需要以及認(rèn)證的精度來(lái)確定預(yù)定條件，應(yīng)用十分靈活。在步驟108中，在終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)認(rèn)證成功后，根據(jù)收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息 中的隨機(jī)數(shù)RAND和終端的共享密鑰K計(jì)算RES、 IK和CK，將RES隨響應(yīng)消息發(fā)給網(wǎng)絡(luò)側(cè)。在步驟109中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到該響應(yīng)消息后，利用之前計(jì)算的XRES校驗(yàn) 該響應(yīng)消息中的RES,如果校驗(yàn)成功，則完成了對(duì)終端的iU正，否則認(rèn)證失 敗。在步驟110中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)認(rèn)證結(jié)果發(fā)送認(rèn)證成功(或者認(rèn)證失敗)的 消息給終端側(cè)，認(rèn)證結(jié)束。在認(rèn)證結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端可以根據(jù)雙方計(jì)算 得到的IK和CK進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另外，在本實(shí)施方式中，進(jìn)行認(rèn)證之前，需要保證終端側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)系統(tǒng) 時(shí)鐘的同步。可以是終端在發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求之前，或網(wǎng)絡(luò)側(cè)在將認(rèn)證挑戰(zhàn)消息 發(fā)送給終端之前，發(fā)起一次時(shí)鐘同步過(guò)程，從而確保終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的系統(tǒng)時(shí) 間的差值在無(wú)影響的范圍內(nèi)，以確保終端能夠準(zhǔn)確判斷其收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消 息的合法性。需要說(shuō)明的是，在現(xiàn)有的AKA中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)AV的產(chǎn)生可以是成批的， 每個(gè)AV所對(duì)應(yīng)的隨才幾數(shù)和SQN值不同，每次認(rèn)證使用 一個(gè)AV。而在本實(shí) 施方式中，由于AV中的SQN必須是實(shí)時(shí)的，而網(wǎng)絡(luò)側(cè)不能估計(jì)到下一次認(rèn) 證的時(shí)間，因此需要在每次執(zhí)行認(rèn)證時(shí)，才產(chǎn)生所需要的AV。另外，在本實(shí)施方式中，如果終端檢測(cè)到SQN不同步，可以把自己這 一端的SQN值發(fā)給網(wǎng)絡(luò)側(cè)，讓網(wǎng)絡(luò)側(cè)重新與它同步。或者，對(duì)于時(shí)鐘嚴(yán)格同 步的網(wǎng)絡(luò)，終端也可以不發(fā)起重同步過(guò)程，而只是重新進(jìn)行認(rèn)證或注冊(cè)。本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法。本實(shí)施方式以碼分 多址2000 ( Code Division Multiple Access 2000,簡(jiǎn)稱"CDMA2000")網(wǎng)絡(luò) 為例對(duì)終端的認(rèn)i正過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施方式也是利用時(shí)間的單向性來(lái)判斷是否受到重放攻擊。網(wǎng)絡(luò)側(cè)將其系統(tǒng)時(shí)間表示為48比特的SQN,將該SQN包含在認(rèn)證4兆戰(zhàn)消息中發(fā)送給 終端，在終端收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息后，根據(jù)本終端當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí) 間進(jìn)行判斷，如果網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)來(lái)的SQN所表示的時(shí)間值與終端側(cè)當(dāng)前的時(shí)間值 相比不滿足預(yù)定條件，如兩個(gè)時(shí)間值差值的絕對(duì)值大于預(yù)定門(mén)限，就認(rèn)為 SQN不同步，表示這個(gè)消息是某個(gè)攻擊者發(fā)送的重放消息，終端將終止這次 認(rèn)證。與現(xiàn)有的AKA不同，另外，在本實(shí)施方式中，如果終端;險(xiǎn)測(cè)到SQN 不同步，可以把自己這一端的SQN值發(fā)給網(wǎng)絡(luò)側(cè)，讓網(wǎng)絡(luò)側(cè)重新與它同步。 或者，對(duì)于時(shí)鐘嚴(yán)格同步的網(wǎng)絡(luò)，終端也可以不發(fā)起重同步過(guò)程，而只是重 新進(jìn)行認(rèn)證或注冊(cè)。下面對(duì)CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中，使用2G用戶卡的終端需要接入IMS時(shí)進(jìn)行 的認(rèn)證過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于CDMA2000網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，由于其物理層的設(shè)計(jì)需要 保證時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)側(cè)嚴(yán)格同步，因此CDMA2000中的終端有著非常精確的時(shí) 鐘，可以直接進(jìn)入認(rèn)證過(guò)程。具體如圖2所示，在步驟201中，終端向P-CSCF發(fā)起標(biāo)準(zhǔn)的MMD注 冊(cè)請(qǐng)求，在注冊(cè)請(qǐng)求中攜帶私有用戶身份IMPI, P-CSCF將該注冊(cè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā) 給S-CSCF。接著進(jìn)入步驟202， S-CSCF向HSS發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求Cx AuthR叫，來(lái)請(qǐng)求 終端的認(rèn)i正數(shù)據(jù)。在該認(rèn)證請(qǐng)求中攜帶該終端的IMPI。接著進(jìn)入步驟203， HSS發(fā)現(xiàn)該終端使用的是2G用戶卡，從該終端的 IMPI中恢復(fù)國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(International Mobile Subscriber Identity, 簡(jiǎn)稱"IMSr )。然后向歸屬位置寄存器(Home Location Register,簡(jiǎn)稱"HLR") 發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求AUTHREQ,來(lái)請(qǐng)求該終端的認(rèn)證數(shù)據(jù)。接著進(jìn)入步驟204， HLR執(zhí)行2G的認(rèn)證過(guò)程，生成隨機(jī)數(shù)RandU，并 對(duì)該RandU采用CAVE算法生成認(rèn)證數(shù)據(jù)AuthU,將RandU和AuthU通過(guò)認(rèn)證響應(yīng)消息authr叫反饋給HSS。接著進(jìn)入步驟205, HSS根據(jù)收到的RandU和該終端IMSI中的MIN2 合成Rand參數(shù)。接著進(jìn)入步驟206， HSS將AuthU作為AuthR,與Rand —起再次向HLR 發(fā)送2G的統(tǒng)一認(rèn)證請(qǐng)求AUTHREQ,在認(rèn)證請(qǐng)求消息中標(biāo)識(shí)需要HLR返回 加密密鑰。接著進(jìn)入步驟207， HLR收到該認(rèn)證請(qǐng)求后，使用其中的Rand參數(shù)進(jìn) 行CAVE認(rèn)證運(yùn)算得到AuthR,并將計(jì)算得到的AuthR與HSS上報(bào)的認(rèn)證 請(qǐng)求中的AuthR值比較，如果一致則使用AuthR進(jìn)行CAVE運(yùn)算得到加密密 鑰Keys。該加密密鑰Keys在CAVE機(jī)制中是由信令加密密鑰(Signaling Message Encryption Key,簡(jiǎn)稱"SMEKEY，，)和CDMA私有長(zhǎng)碼掩碼(CDMA Private Long Code Mask,簡(jiǎn)稱"CDMAPLCM")組成的。接著進(jìn)入步驟208, HLR向HSS發(fā)送authr叫響應(yīng)消息，在響應(yīng)消息中 將Keys值返回給HSS。接著進(jìn)入步驟209， HSS以AuthR和Keys合成AKA算法的認(rèn)證數(shù)據(jù)5 元組(包括AUTN， XRES， IK， CK， Rand2，其中AUTN又包括MAC和 SQN)，該認(rèn)證數(shù)據(jù)5元組相當(dāng)于認(rèn)證向量AV。具體地說(shuō)，HSS使用AuthR 和Keys生成AKA算法的認(rèn)證密鑰(SMEKEY||CDMAPLCM||AuthR)。并且 生成AKA算法的128比特隨機(jī)數(shù)Rand2 (HSS可以先生成96位的隨機(jī)數(shù) RandT, Rand2= RandT||Rand)。之后，HSS獲得系統(tǒng)時(shí)間，將其轉(zhuǎn)換成48 比特的數(shù)值，作為SQN。 HSS根據(jù)該認(rèn)證密鑰、Rand2和SQN執(zhí)行AKA算 法，計(jì)算認(rèn)證數(shù)據(jù)5元組剩余的參數(shù)MAC、 XRES、 IK和CK。接著進(jìn)入步驟210, HSS向S-CSCF返回認(rèn)證響應(yīng)Cx AuthRsp,通過(guò)該 認(rèn)證響應(yīng)4巴認(rèn)證數(shù)據(jù)5元組發(fā)送給S-CSCF。接著進(jìn)入步驟211， S-CSCF通過(guò)認(rèn)證挑戰(zhàn)消息把Rand2, AUTN, IK和CK發(fā)送給P-CSCF。接著進(jìn)入步驟212, P-CSCF通過(guò)認(rèn)證挑戰(zhàn)消息把Rand2和AUTN發(fā)送 給終端。接著進(jìn)入步驟213，終端從Rand2分離出Rand參數(shù)，把Rand發(fā)給用戶 卡Card,即2G R-UIM。接著進(jìn)入步驟214，用戶卡R-UIM根據(jù)Rand用CAVE算法計(jì)算認(rèn)證數(shù) 據(jù)AuthR和Keys值，這里的Keys和步驟207中的相同，均由SMEKEY和 CDMAPLCM組成。用戶卡R-UIM把AuthR和Keys值反饋給終端。接著進(jìn)入步驟215，終端根據(jù)AuthR和Keys合成AKA算法的認(rèn)證密鑰， 再根據(jù)P-CSCF發(fā)送的Rand2和AUTN中的SQN,用AKA算法計(jì)算認(rèn)證結(jié) 果XMAC，如果XMAC和P-CSCF發(fā)送的AUTN中的MAC相同，則終端繼 續(xù)檢查SQN。具體地說(shuō)，終端獲取自己的系統(tǒng)時(shí)間，將其轉(zhuǎn)換為48比特的 SQN，將自身轉(zhuǎn)換得到的SQN與P-CSCF發(fā)送的AUTN中的SQN做比較， 如果相同或者差值滿足預(yù)定條件，則SQN校驗(yàn)成功，說(shuō)明終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)是同 步的，表示消息具有新鮮性，終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證成功。其中，預(yù)定條件可以 是收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的SQN與終端轉(zhuǎn)換得到的SQN的差值的絕對(duì)值 小于預(yù)定門(mén)限；或者，收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的SQN與終端轉(zhuǎn)換得到的SQN 的差值在預(yù)定范圍內(nèi)等等，具體可以根據(jù)實(shí)際需要以及認(rèn)證的精度來(lái)確定預(yù) 定條件，使得應(yīng)用十分靈活。在終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證成功后，終端繼續(xù)計(jì)算RES、 IK和CK。接著進(jìn)入步驟216,終端用RES計(jì)算注冊(cè)響應(yīng)消息的摘要，通過(guò)注冊(cè)響 應(yīng)消息Register發(fā)送給P-CSCF， P-CSCF再將該消息轉(zhuǎn)發(fā)給S-CSCF,該注 冊(cè)響應(yīng)消息攜帶終端計(jì)算得到的RES。接著進(jìn)入步驟217, S-CSCF利用XRES校驗(yàn)該Register注冊(cè)響應(yīng)消息中 的RES是否正確，如果正確，表示對(duì)終端的認(rèn)證成功。接著進(jìn)入步驟218, S-CSCF通過(guò)P-CSCF向終端發(fā)送注冊(cè)成功的消息。 在注冊(cè)成功后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端可以根據(jù)雙方計(jì)算得到的IK和CK進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 輸。在本實(shí)施方式中，由于系統(tǒng)時(shí)間是每個(gè)終端均能夠自動(dòng)且唯一確定的， 因此終端無(wú)需根據(jù)上次認(rèn)證后的SQN來(lái)生成本次認(rèn)證過(guò)程中的SQN,即使 用戶卡無(wú)法保存其上次認(rèn)證后的SQN,或在上次認(rèn)證之后用戶卡更換到了其 它終端，均能唯一且準(zhǔn)確地生成本次認(rèn)證的SQN，不會(huì)因?yàn)镾QN的無(wú)法確 認(rèn)或錯(cuò)誤而將非法網(wǎng)絡(luò)重放的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息誤認(rèn)為合法，能夠有效抵抗重放 攻擊。本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，本實(shí)施方式以可擴(kuò) 展認(rèn)證協(xié)議(Extensible Authentication Protocol,簡(jiǎn)稱"EAP")中的AKA 為基礎(chǔ)，對(duì)本實(shí)施方式的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法進(jìn)行具體說(shuō)明。如圖3所示，在步驟301中，Authenticator (進(jìn)行認(rèn)證的設(shè)備)向Peer (終端)發(fā)送EAP請(qǐng)求EAP-R叫uest消息，該消息用于向Peer請(qǐng)求待認(rèn)證 的終端的身份。接著進(jìn)入步驟302 ， Peer通過(guò)EAP響應(yīng)EAP-Response消息向 Authenticator發(fā)送自己的身份。接著進(jìn)入步驟303, Authenticator根據(jù)Peer發(fā)送的身份，查找到對(duì)應(yīng)的 用戶信息，主要獲取該P(yáng)eer的預(yù)共享密鑰，作為認(rèn)證密鑰。如果沒(méi)有預(yù)共享 密鑰，也可通過(guò)其他方式產(chǎn)生認(rèn)證密鑰。Authenticator根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成 SQN，通過(guò)預(yù)共享密鑰(即認(rèn)證密鑰)、系統(tǒng)生成的隨機(jī)數(shù)RAND、時(shí)間戳 方式的SQN計(jì)算AV (包括AUTN, XRES， IK， CK， Rand2，其中AUTN 又包括MAC和SQN)的其他參數(shù)XRES， IK, CK， MAC。由于需要對(duì)EAP AKA數(shù)據(jù)包進(jìn)行完整性保護(hù)，在本步驟中，Authenticator還需要計(jì)算臨時(shí) EAP密鑰(Transient EAP Key,簡(jiǎn)稱"TEK")，用TEK計(jì)算EAP AKA消息完整性值MAC2。接著進(jìn)入步驟304， Authenticator通過(guò)EPA請(qǐng)求EAP-R叫uest消息(或 者是AKA挑戰(zhàn)消息)將RAND、 AUTN，以及用TEK計(jì)算的EAP AKA消 息完整性值MAC2發(fā)給Peer。接著進(jìn)入步驟305， Peer根據(jù)收到的RAND、 AUTN中的SQN以及自身 的預(yù)共享密鑰計(jì)算XMAC。 Peer將計(jì)算得到的XMAC值與收到的AUTN中 的MAC值進(jìn)行比較，如果相同，則接著校驗(yàn)收到的AUTN中的SQN的值是 否與本地時(shí)鐘同步，如果同步，則成功認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)。這里的同步可以是收到 的EAP-Request消息(或者是AKA挑戰(zhàn)消息)中的SQN與Peer本地時(shí)鐘對(duì) 應(yīng)的SQN的差值的絕對(duì)值小于預(yù)定門(mén)限；或者，收到的EAP-Request消息(或 者是AKA挑戰(zhàn)消息)中的SQN與終端Peer本地時(shí)鐘對(duì)應(yīng)的SQN的差值在 預(yù)定范圍內(nèi)等等，可以根據(jù)實(shí)際需要以及認(rèn)證的精度來(lái)確定該同步條件，使 得應(yīng)用十分靈活。另外，Peer同樣也會(huì)計(jì)算TEK，并校驗(yàn)收到的MAC2。在 上述校驗(yàn)都成功后，Peer可以根據(jù)收到的RAND、 AUTN中的SQN以及自 身的預(yù)共享密鑰計(jì)算IK和CK,用于在AKA過(guò)程成功結(jié)束后，可以根據(jù)該 IK和CK與Authenticator進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。接著進(jìn)入步驟306，為了保證消息的完整性，peer也會(huì)用TEK計(jì)算EAP AKA消息的完整性值MAC3，并根據(jù)收到的EAP-Request消息(或者是AKA 挑戰(zhàn)消息)中的隨機(jī)數(shù)RAND、以及Peer的共享密鑰計(jì)算RES，將計(jì)算得到 的RES和MAC3通過(guò)EAP響應(yīng)EAP-Response消息(或者AKA挑戰(zhàn)消息) 發(fā)送給Authenticates接著進(jìn)入步驟307 ， Authenticator校驗(yàn)MAC3是否正確，并比較RES是 否與原來(lái)計(jì)算的AV中的XRES相同，如果相同，說(shuō)明peer是合法用戶，接 著進(jìn)入步驟308。在步驟308中，Authenticator將認(rèn)證成功EAP Success消息發(fā)給Peer,表示成功的認(rèn)證了該P(yáng)eer, EAP AKA過(guò)程結(jié)束。在成功完成認(rèn)證后， Authenticator和Peer可以根據(jù)雙方計(jì)算得到的IK和CK進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在本實(shí)施方式中，由于系統(tǒng)時(shí)間是每個(gè)Peer均能夠自動(dòng)且唯一確定的， 因此Peer無(wú)需根據(jù)上次認(rèn)證后的SQN來(lái)生成本次認(rèn)證過(guò)程中的SQN，即使 用戶卡無(wú)法保存其上次認(rèn)證后的SQN，或在上次認(rèn)證之后用戶卡更換到了其 它Peer,均能唯一且準(zhǔn)確地生成本次認(rèn)證的SQN，不會(huì)因?yàn)镾QN的無(wú)法確 認(rèn)或錯(cuò)誤而將非法網(wǎng)絡(luò)重放的挑戰(zhàn)消息誤認(rèn)為合法，能夠有效抵抗重放攻擊。另外，需要說(shuō)明的是，在以上各實(shí)施方式中，除了將系統(tǒng)時(shí)間轉(zhuǎn)換為48 比特的值全部填入SQN外，還可以將系統(tǒng)時(shí)間轉(zhuǎn)換為64比特的值，其中48bit 填入SQN,余下的16bit填入AKA中另一個(gè)參數(shù)AMF,從而提高系統(tǒng)時(shí)間 的精度，使得驗(yàn)證時(shí)的準(zhǔn)確性更高。本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及 一 種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商系統(tǒng)，包含網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終 端，其中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)包含第一生成單元，用于在收到終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根 據(jù)與該終端的共享密鑰、 一個(gè)隨機(jī)數(shù)、和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序 列號(hào)生成第一認(rèn)證碼；發(fā)送單元，用于將隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一生成單 元生成的第一認(rèn)證碼發(fā)送給終端。終端包含接收單元，用于從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn) 證碼；第二生成單元，用于根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和接收單元收到的隨機(jī) 數(shù)，生成第二認(rèn)證碼和響應(yīng)值；發(fā)送單元，用于將響應(yīng)值發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)側(cè)；驗(yàn) 證單元，用于對(duì)接收單元收到的隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼進(jìn)行驗(yàn)證， 在第二生成單元生成的第二認(rèn)證碼與第一認(rèn)證碼相同，且代表終端側(cè)當(dāng)前系 統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)與第 一序列號(hào)的差值滿足預(yù)定條件時(shí)，認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法； 第二生成單元在驗(yàn)證單元認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和隨 機(jī)數(shù)生成響應(yīng)值。其中，上述的第一序列號(hào)和第二序列號(hào)的長(zhǎng)度小于或等于48比特；或，第一序列號(hào)和第二序列號(hào)均包含兩部分，第一部分的長(zhǎng)度小于或等于48比 特，第二部分的長(zhǎng)度小于或等于16比特。檢驗(yàn)第 一序列號(hào)的預(yù)定條件為第二序列號(hào)與第 一序列號(hào)的差值的絕對(duì) 值小于預(yù)定門(mén)限；或第二序列號(hào)與第 一序列號(hào)的差值在預(yù)定范圍內(nèi)。由于本實(shí)施方式中使用的系統(tǒng)時(shí)間是每個(gè)終端均能夠自動(dòng)遞增且唯一 確定的，因此終端無(wú)需根據(jù)上次認(rèn)證后的第二序列號(hào)來(lái)生成本次認(rèn)證過(guò)程中 的第二序列號(hào)，即使用戶卡無(wú)法保存其上次認(rèn)證后的第二序列號(hào)，或在上次認(rèn)證之后用戶卡更換到了其它終端，均能唯一且準(zhǔn)確地生成本次認(rèn)證的第二 序列號(hào)，不會(huì)因?yàn)榈诙蛄刑?hào)的無(wú)法確認(rèn)或錯(cuò)誤而將非法網(wǎng)絡(luò)重放的隨機(jī)數(shù)、 第一序列號(hào)和認(rèn)證碼誤認(rèn)為合法，能夠有效抵抗重放攻擊。本發(fā)明第五實(shí)施方式涉及一種認(rèn)證方法，該認(rèn)證方法可以是AKA方法， 但與第一至第三實(shí)施方式不同，主要在于，在第一至第三實(shí)施方式的整個(gè) AKA過(guò)程中均采用系統(tǒng)時(shí)間作為SQN,而在本實(shí)施方式中，僅在終端側(cè)無(wú) 對(duì)應(yīng)的SQN值時(shí)，采用系統(tǒng)時(shí)間作為SQN來(lái)同步網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)的SQN， 在其余的AKA過(guò)程中，仍采用與現(xiàn)有的AKA技術(shù)相同的序列號(hào)方式使用 SQN。這里終端側(cè)無(wú)對(duì)應(yīng)的SQN值的時(shí)機(jī)可以是SQN需要在終端上而不是用 戶卡上維護(hù)，但終端某時(shí)刻無(wú)對(duì)應(yīng)用戶的SQN,例如終端檢測(cè)到被插入新的 用戶卡時(shí)。此時(shí)，終端將當(dāng)前自身的系統(tǒng)時(shí)間作為新的SQN,發(fā)起AKA中 的重同步流程，將這個(gè)SQN通知給網(wǎng)絡(luò)側(cè)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到該SQN后對(duì)其進(jìn)行 保存，在隨后的認(rèn)證過(guò)程中(即隨后的AKA過(guò)程中)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)以新保存的 SQN為基礎(chǔ)，使用現(xiàn)有AKA技術(shù)維護(hù)和使用SQN，也就是說(shuō)網(wǎng)絡(luò)側(cè)之后發(fā) 送的SQN是在新保存的SQN基礎(chǔ)上進(jìn)行遞增。由于現(xiàn)有的AKA技術(shù)中保 存的SQN是根據(jù)認(rèn)證次數(shù)的增加而增加的，因此只要確保代表系統(tǒng)時(shí)間的 SQN遞增的頻率比該終端認(rèn)證的頻率快，就能在不知道上次認(rèn)證后的SQN的情況下，仍然確保該代表系統(tǒng)時(shí)間的SQN大于根據(jù)AKA技術(shù)保存的SQN。 比如說(shuō)，只要用戶認(rèn)證的頻率小于每秒一次，那么根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間總秒數(shù)生成 的SQN就一定比根據(jù)現(xiàn)有的AKA技術(shù)保存的SQN大。從而能夠嚴(yán)格確保 重同步的SQN比同步前的SQN大，滿足SQN的嚴(yán)格單調(diào)遞增性，在最大程 度上避免重方欠攻擊。具體流程如圖4所示，在步驟401中，終端設(shè)備檢測(cè)到當(dāng)前插入的用戶 卡發(fā)生了改變，即本終端更換了用戶卡，因此刪除本終端之前為上一個(gè)用戶 卡保存的SQN值。接著進(jìn)入步驟402,終端發(fā)起AKA認(rèn)證流程。接著進(jìn)入步驟403，網(wǎng)絡(luò)側(cè)計(jì)算計(jì)算認(rèn)證向量AV,并向終端發(fā)送認(rèn)證挑 戰(zhàn)消息，該認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中同樣包含RAND、 AUTN(包括SQN和MAC值)。 其中SQN是網(wǎng)絡(luò)側(cè)為當(dāng)前用戶維護(hù)的SQN值，如果該用戶是第一次注冊(cè)的 用戶，則該SQN可能為0。接著進(jìn)入步驟404，終端收到該認(rèn)證挑戰(zhàn)消息后，根據(jù)消息中的RAND 和SQN、以及當(dāng)前用戶的共享密鑰，采用與網(wǎng)絡(luò)側(cè)相同的方法計(jì)算XMAC。 并將該XMAC與收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息中的MAC值做比較，如果不正確，則 判定當(dāng)前收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息是非法的，則終止認(rèn)證流程，認(rèn)證失敗。如果 正確則進(jìn)一步判斷本終端是否保存有該用戶的SQN,由于終端當(dāng)前插入的用 戶卡發(fā)生了改變，因此終端未保存有該用戶的SQN,從而終端根據(jù)自己的系 統(tǒng)時(shí)間生成SQN，接著進(jìn)入步驟405。在步驟405中，終端根據(jù)新生成的SQN發(fā)起重同步請(qǐng)求，該重同步請(qǐng) 求消息中包含參數(shù)AUTS,該AUTS中包括了該根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成的SQN和 MAC-S。接著進(jìn)入步驟406，網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到該重同步請(qǐng)求消息后，校驗(yàn)該AUTS中 的MAC-S是否正確，如果正確，則檢查該AUTS中包含的SQN是否比網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前為該用戶保存的SQN值大，如果收到的AUTS中的SQN比本地保存 的SQN值大，則說(shuō)明該重同步請(qǐng)求消息有效，網(wǎng)絡(luò)側(cè)將收到的認(rèn)證請(qǐng)求中的 SQN替代之前保存的SQN。接著進(jìn)入步驟407，網(wǎng)絡(luò)側(cè)重新發(fā)送認(rèn)證挑戰(zhàn)消息，在該認(rèn)證挑戰(zhàn)消息 中包含AV，該AV中的SQN是該網(wǎng)絡(luò)側(cè)在步驟406中收到的SQN的基礎(chǔ) 上按照現(xiàn)有的AKA的技術(shù)形成的，即在該更新后的SQN的基礎(chǔ)上加上一個(gè) 預(yù)定步長(zhǎng)，例如加1。接著進(jìn)入步驟408，終端接收到新的挑戰(zhàn)消息后，校驗(yàn)MAC,在MAC 校驗(yàn)成功后根據(jù)步驟404中生成的本地SQN檢查網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)來(lái)的SQN,檢查 的方式與現(xiàn)有的AKA流程相同。如果檢查成功，則表示對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的認(rèn)證成 功。接著進(jìn)入步驟409。在步驟409中，終端發(fā)送響應(yīng)值RES給網(wǎng)絡(luò)側(cè)。接著進(jìn)入步驟410，網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)該響應(yīng)值進(jìn)行校驗(yàn)，如果網(wǎng)絡(luò)側(cè)校驗(yàn)RES 成功，則進(jìn)入步驟411向該終端發(fā)送認(rèn)證成功的消息。在隨后的AKA認(rèn)證流程中，終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)都繼續(xù)使用上述流程中同步 的SQN，具體的認(rèn)證步驟與現(xiàn)有的AKA流程相同。如果終端再次發(fā)現(xiàn)用戶 卡被更換，則重新執(zhí)行步驟401,通過(guò)系統(tǒng)時(shí)間重同步網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端的SQN。由于現(xiàn)有的AKA流程抗重放的效果主要取決于終端側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的SQN 是否能夠同步且保持單調(diào)遞增，而采用本實(shí)施方式進(jìn)行認(rèn)證和重同步可以很 好地保證SQN的單調(diào)遞增性，因此其抗重放性能較好。具體地說(shuō)，由于在本 實(shí)施方式中，當(dāng)終端某時(shí)刻檢查到新用戶卡被插入后，將根據(jù)系統(tǒng)的時(shí)間生 成SQN，根據(jù)該生成的SQN與網(wǎng)絡(luò)側(cè)進(jìn)行SQN的同步，即網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端均 將保存的SQN更新為代表該終端當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)時(shí)間的SQN。如果終端是根據(jù) 系統(tǒng)時(shí)間的總秒數(shù)生成SQN，則只要該終端新對(duì)應(yīng)的用戶的認(rèn)證的頻率低于 每秒一次，那么該用戶在使用該終端之前的SQN的值是小于當(dāng)前的時(shí)間值的。從而，采用本實(shí)施方式，在用戶卡插入新終端再次執(zhí)行重同步時(shí)，無(wú)需知道該用戶上一次認(rèn)證時(shí)的SQN,也能確保終端發(fā)給網(wǎng)絡(luò)側(cè)的新的SQN — 定大于上一次認(rèn)證時(shí)網(wǎng)絡(luò)側(cè)為該用戶保存的SQN,嚴(yán)格保證了該用戶的SQN 在網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)的單調(diào)遞增。這里說(shuō)的用戶認(rèn)證頻率低于每秒一次，只是 給出的一個(gè)例子，并不是限定條件，既便該用戶認(rèn)證的頻率很高，也可以通 過(guò)其他方法保證代表終端系統(tǒng)時(shí)間的SQN大于最近一次認(rèn)證時(shí)保存的SQN, 如終端在重同步時(shí)，可以根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間的總毫秒數(shù)生成SQN。在本實(shí)施方式 中，在SQN同步后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)保存的SQN值仍然會(huì)隨認(rèn)證的次數(shù)遞 增，但不會(huì)超過(guò)系統(tǒng)時(shí)間，從而在下一次需要重新同步SQN時(shí)，仍然可以采 用當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行。另外，由于本實(shí)施方式與第一至第三實(shí)施方式相比，無(wú)需每次認(rèn)證時(shí)均 確保網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)的時(shí)鐘同步，只需在進(jìn)行SQN重同步之前確保即可，降 低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)時(shí)間同步特性的要求，這對(duì)于CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的特性更吻合 (因?yàn)榻K端和基站具有很好的時(shí)間同步特性，但核心網(wǎng)的進(jìn)行認(rèn)證的設(shè)備反 而不容易與基站嚴(yán)格同步)，實(shí)用性較好。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中，是以終端根據(jù)終端側(cè)的系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行 SQN重同步為例進(jìn)行說(shuō)明的，除了該方式外，也可以由網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的 系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行雙方SQN的重同步，如由網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)其系統(tǒng)時(shí)間為用戶生成一 個(gè)SQN,并發(fā)送給終端，終端根據(jù)收到的SQN進(jìn)行判斷，如果該終端本地 已保存有該用戶的SQN則將本地保存的SQN與收到的SQN進(jìn)行比較，如果 收到的SQN大，則將本地保存的SQN更新為與收到的SQN相同；如果該終 端本地未保存該用戶的SQN，則可以直接保存。另外，在本實(shí)施方式中，終端在收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息后判斷 本終端是否保存有該用戶的SQN，除此之外，終端也可以在需要為該用戶發(fā) 起認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，直接判斷本終端是否保存有該用戶的SQN,如果沒(méi)有，則直接根據(jù)終端系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成一個(gè)SQN,觸發(fā)重同步過(guò)程。本發(fā)明第六實(shí)施方式涉及一種認(rèn)證系統(tǒng)，包含第 一通信設(shè)備和第二通信 設(shè)備，該第一、第二通信設(shè)備可以是終端設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)側(cè)。以第一設(shè)備是網(wǎng)絡(luò) 側(cè)，第二設(shè)備是終端為例進(jìn)行具體說(shuō)明。該終端設(shè)備包含第一存儲(chǔ)單元， 用于保存用戶的第四序列號(hào)；生成單元，用于在確定該第一存儲(chǔ)單元沒(méi)有保 存待認(rèn)證的用戶的第四序列號(hào)時(shí)，根據(jù)該終端設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成 第四序列號(hào)，并指示該第一存儲(chǔ)單元保存該第四序列號(hào)；第一同步單元，用 于通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的交互將由網(wǎng)絡(luò)側(cè)保存的該用戶的第三序列號(hào)與該第四序列 號(hào)同步；第一認(rèn)證單元，用于使用同步后的第四序列號(hào)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)進(jìn)行交互消 息 的抗重itiU正。該網(wǎng)絡(luò)側(cè)包含第二存儲(chǔ)單元，用于保存用戶的第三序列號(hào)；接收單元， 用于從終端設(shè)備接收待認(rèn)證的用戶的第四序列號(hào)；第二同步單元，用于將第 二存儲(chǔ)單元保存的第三序列號(hào)與接收單元收到的第四序列號(hào)同步；第二認(rèn)證 單元，用于使用更新后的第三序列號(hào)與對(duì)端設(shè)備進(jìn)行交互消息的抗重放認(rèn)證。由于在網(wǎng)絡(luò)側(cè)保存的用戶的第三序列號(hào)是根據(jù)認(rèn)證的次數(shù)遞增的，而系 統(tǒng)時(shí)間是自動(dòng)遞增的，且能夠很容易地保證系統(tǒng)時(shí)間自動(dòng)遞增的頻率大于終 端認(rèn)證的頻率，因此才艮據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成的第四序列號(hào)比網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)原先 保存的第三第四序列號(hào)大，如終端認(rèn)證頻率為十秒一次，則可以根據(jù)系統(tǒng)時(shí) 間的總秒數(shù)生成第四序列號(hào)，如終端認(rèn)證頻率為十毫秒一次，則可以根據(jù)系 統(tǒng)時(shí)間的總毫秒數(shù)生成第四序列號(hào)，從而可以保證根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成的第四 序列號(hào)一定大于根據(jù)認(rèn)證次數(shù)遞增得到序列號(hào)。因此采用該系統(tǒng)時(shí)間生成的 第四序列號(hào)為網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)進(jìn)行序列號(hào)的重同步，在不知道當(dāng)前保存的第 三序列號(hào)和第四序列號(hào)的情況下，依然能夠確保重同步后的序列號(hào)是遞增的， 從而能夠有效防止重放攻擊，特別適合無(wú)法保存第四序列的用戶卡更換終端 時(shí)進(jìn)行的重同步。該終端的第一同步單元還包含發(fā)送子單元，用于將生成單元生成的第 四序列號(hào)發(fā)送給對(duì)端設(shè)備；指示子單元，用于指示對(duì)端設(shè)備將該對(duì)端設(shè)備保 存的用戶的第三序列號(hào)更新為與該第四序列號(hào)相同。該網(wǎng)絡(luò)側(cè)的第二同步單元過(guò)以下方式進(jìn)行同步如果第二存儲(chǔ)單元已保 存有用戶的第三序列號(hào)，將接收單元收到的第四序列號(hào)與該第三序列號(hào)比較， 如果該第四序列號(hào)大于該第三序列號(hào)，則指示第二存儲(chǔ)單元將所保存的第三 序列號(hào)更新為與該第四序列號(hào)相同；如果第二存儲(chǔ)單元未保存有用戶的第三 序列號(hào)，則指示該第二存儲(chǔ)單元保存從接收單元收到的第四序列號(hào)，將該第 四序列號(hào)作為該第三序列號(hào)。需要說(shuō)明的是，上述的第一通信設(shè)備也可以是終端設(shè)備，第二通信設(shè)備 也可以是網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備，也就是說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備中包含第一存儲(chǔ)單元、生成 單元、第一同步單元、第一認(rèn)證單元；在終端設(shè)備中包含第二存儲(chǔ)單元、接 收單元、第二同步單元、第二認(rèn)證單元。綜上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根 據(jù)與該終端的共享密鑰、 一個(gè)隨機(jī)數(shù)、和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序 列號(hào)SQN1生成第一認(rèn)證碼MAC,將該隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)SQN1和第一認(rèn) 證碼MAC發(fā)送給該終端；終端根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰、收到的隨機(jī)數(shù)和 第一序列號(hào)SQN1生成第二認(rèn)證碼XMAC,如果該第二認(rèn)證碼XMAC與第 一認(rèn)證碼MAC相同，且代表終端側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)SQN2與第 一序列號(hào)SQN1的差值滿足預(yù)定條件，則該終端認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法；如果， XMAC與MAC相同，但終端側(cè)的SQN2與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的SQN1的差值不滿足預(yù) 定條件，則認(rèn)定用于發(fā)送該隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)SQN1和第一認(rèn)證碼MAC 的消息是網(wǎng)絡(luò)側(cè)在之前發(fā)送的，可能被非法網(wǎng)絡(luò)復(fù)制后重放，不具備安全性， 認(rèn)證失敗。由于系統(tǒng)時(shí)間是每個(gè)終端均能夠自動(dòng)且唯一確定的，因此終端無(wú) 需根據(jù)上次認(rèn)證后的SQN2來(lái)生成本次認(rèn)證過(guò)程中的SQN2,即使用戶卡無(wú)法保存其上次認(rèn)證后的SQN2，或在上次認(rèn)證之后用戶卡更換到了其它終端， 均能唯一且準(zhǔn)確地生成本次認(rèn)證的SQN2,不會(huì)因?yàn)镾QN2的無(wú)法確認(rèn)或錯(cuò) 誤而將非法網(wǎng)絡(luò)重放的隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和認(rèn)證碼誤認(rèn)為合法，從而能夠 有效抵抗重放攻擊。進(jìn)行判斷的預(yù)定條件可以是第二序列號(hào)與第 一序列號(hào)的差值的絕對(duì)值 小于預(yù)定門(mén)限、或第二序列號(hào)與第一序列號(hào)的差值在預(yù)定范圍內(nèi)等等，設(shè)置 較靈活。通過(guò)該預(yù)定條件，可以將網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的包含隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和 認(rèn)證碼的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息是否合法的判斷控制在合理的范圍內(nèi)，滿足不同業(yè)務(wù) 的需求。終端和/或網(wǎng)絡(luò)側(cè)在開(kāi)始認(rèn)證之前，需確保雙方系統(tǒng)時(shí)鐘的同步，如終端 在發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求之前，或網(wǎng)絡(luò)側(cè)在生成第一認(rèn)證碼之前，可以發(fā)起一次時(shí)鐘 同步過(guò)程，從而確保終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的系統(tǒng)時(shí)間的差值在無(wú)影響的范圍內(nèi)，以 確保終端能夠準(zhǔn)確判斷其收到的認(rèn)證挑戰(zhàn)消息的合法性。如果第二設(shè)備(如終端)確定本終端沒(méi)有保存待認(rèn)證的用戶的第四序列 號(hào)，則根據(jù)該終端的系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成第四序列號(hào)，并通過(guò)與第一設(shè)備 (如網(wǎng)絡(luò)側(cè))的交互將由網(wǎng)絡(luò)側(cè)保存的該用戶的第三序列號(hào)與該第四序列號(hào) 同步；該終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)使用同步后的第三、第四序列號(hào)進(jìn)行交互消息的抗重 放認(rèn)證。由于在網(wǎng)絡(luò)側(cè)保存的用戶的第三序列號(hào)是根據(jù)認(rèn)證的次數(shù)遞增的， 而系統(tǒng)時(shí)間是自動(dòng)遞增的，且能夠很容易地保證系統(tǒng)時(shí)間自動(dòng)遞增的頻率大 于終端認(rèn)證的頻率，因此根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成的第四序列號(hào)比網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè) 原先保存的第三第四序列號(hào)大，如終端認(rèn)證頻率為十秒一次，則可以根據(jù)系 統(tǒng)時(shí)間的總秒數(shù)生成第四序列號(hào)，如終端認(rèn)證頻率為十毫秒一次，則可以根 據(jù)系統(tǒng)時(shí)間的總毫秒數(shù)生成第四序列號(hào)，從而可以保證根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成的 第四序列號(hào)一定大于根據(jù)認(rèn)證次數(shù)遞增得到序列號(hào)。因此采用該系統(tǒng)時(shí)間生 成的第四序列號(hào)為網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)進(jìn)行序列號(hào)的重同步，在不知道當(dāng)前保存的第三序列號(hào)和第四序列號(hào)的情況下，依然能夠確保重同步后的序列號(hào)是遞 增的，從而能夠有效防止重放攻擊，特別適合無(wú)法保存第四序列的用戶卡更 換終端時(shí)進(jìn)行的重同步。雖然通過(guò)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和 描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各 種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，其特征在于，包含以下步驟網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)與該終端的共享密鑰、一個(gè)隨機(jī)數(shù)、和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序列號(hào)生成第一認(rèn)證碼，將該隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼發(fā)送給所述終端；所述終端對(duì)收到的隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼進(jìn)行驗(yàn)證，如滿足以下條件則認(rèn)定所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法根據(jù)與所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰、所述隨機(jī)數(shù)和第一序列號(hào)生成的第二認(rèn)證碼與所述第一認(rèn)證碼相同；代表終端側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)與所述第一序列號(hào)的差值滿足預(yù)定條件；所述終端認(rèn)定所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，根據(jù)與所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和隨機(jī)數(shù)生成響應(yīng)值，發(fā)送給所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)；如果所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)所述響應(yīng)值驗(yàn)證成功，則認(rèn)定所述終端合法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述第 一序列號(hào)和第二序列號(hào)的長(zhǎng)度小于或等于48比特；或所述第一序列號(hào)和第二序列號(hào)均包含兩部分，第一部分的長(zhǎng)度小于或等 于48比特，第二部分的長(zhǎng)度小于或等于16比特。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述預(yù) 定條件為所述第二序列號(hào)與所述第 一 序列號(hào)的差值的絕對(duì)值小于預(yù)定門(mén)限；或 所述第二序列號(hào)與所述第 一序列號(hào)的差值在預(yù)定范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述終端在發(fā)送所述認(rèn)證請(qǐng)求之前，或所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)在生成所述第一認(rèn)證碼之前，確 保所述終端和所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)的系統(tǒng)時(shí)鐘同步。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，其特征在于，所述網(wǎng) 絡(luò)側(cè)通過(guò)以下方式—瞼ii所述響應(yīng)值所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)與所述終端的共享密鑰和所述隨機(jī)數(shù)生成響應(yīng)驗(yàn)證值， 如果該響應(yīng)驗(yàn)4正<直與所述響應(yīng)值相同，則所述—瞼i正成功。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，其特征在于，還包含 以下步驟所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)在生成所述第一認(rèn)證碼時(shí)，還根據(jù)與所述終端的共享密鑰和 所述隨機(jī)數(shù)生成完整性密鑰和加密密鑰；所述終端認(rèn)定所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，還根據(jù)與所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和所 述隨機(jī)數(shù)生成所述完整性密鑰和加密密鑰；如果所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)認(rèn)定所述終端合法，則該網(wǎng)絡(luò)側(cè)和該終端通過(guò)所述完整 性密鑰和加密密鑰進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法，其特征 在于，如果所述終端驗(yàn)證得到所述第二序列號(hào)與所述第 一序列號(hào)的差值不滿 足預(yù)定條件，則還包含以下步驟所述終端將所述第二序列號(hào)發(fā)送給所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)；所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)所述第二序列號(hào)代表的系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行所述終端與該網(wǎng) 絡(luò)側(cè)的時(shí)鐘同步過(guò)程。
8. —種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商系統(tǒng)，包含網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端，其特征在于，所述 網(wǎng)絡(luò)側(cè)包含第一生成單元，用于在收到所述終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)與該 終端的共享密鑰、 一個(gè)隨機(jī)數(shù)、和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序列號(hào)生成第一認(rèn)證碼；發(fā)送單元，用于將所述隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和所述第一生成單元生成的第一認(rèn)證碼發(fā)送給所述終端；所述終端包含接收單元，用于從所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收所述隨機(jī)數(shù)、第一序 列號(hào)和第一認(rèn)證碼；第二生成單元，用于根據(jù)與所迷網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和所述接收單元收到 的隨機(jī)數(shù)，生成第二認(rèn)證碼和響應(yīng)值；發(fā)送單元，用于將所述響應(yīng)值發(fā)送給所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)；驗(yàn)證單元，用于對(duì)所述接收單元收到的所述隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一 認(rèn)證碼進(jìn)行驗(yàn)證，在所述第二生成單元生成的第二認(rèn)證碼與所述第一認(rèn)證碼 相同，且代表終端側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)與所述第 一序列號(hào)的差值滿 足預(yù)定條件時(shí)，認(rèn)定所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法；所述第二生成單元在所述驗(yàn)證單元認(rèn)定所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，根據(jù)與所述 網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和所述隨機(jī)數(shù)生成所述響應(yīng)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商系統(tǒng)，其特征在于，所述第 一序列號(hào)和第二序列號(hào)的長(zhǎng)度小于或等于48比特；或所述第一序列號(hào)和第二序列號(hào)均包含兩部分，第一部分的長(zhǎng)度小于或等 于48比特，第二部分的長(zhǎng)度小于或等于16比特。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑒權(quán)和密鑰協(xié)商系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù) 定條件為所述第二序列號(hào)與所述第 一序列號(hào)的差值的絕對(duì)值小于預(yù)定門(mén)限；或 所述第二序列號(hào)與所述第一序列號(hào)的差值在預(yù)定范圍內(nèi)。
11. 一種終端設(shè)備，其特征在于，包含接收單元，用于從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一認(rèn)證碼；生成單元，用于根據(jù)與所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰和所述接收單元收到的隨機(jī)數(shù)，生成第二認(rèn)證碼和響應(yīng)值；發(fā)送單元，用于將所述響應(yīng)值發(fā)送給所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)；驗(yàn)證單元，用于對(duì)所述接收單元收到的所述隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)和第一 認(rèn)證碼進(jìn)行驗(yàn)證，在所述生成單元生成的第二認(rèn)證碼與所述第一認(rèn)證碼相 同，且代表終端側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)與所述第 一序列號(hào)的差值滿足 預(yù)定條件時(shí)，認(rèn)定所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法；所述生成單元在所述驗(yàn)證單元認(rèn)定所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法后，根據(jù)與所述網(wǎng)絡(luò) 側(cè)的共享密鑰和所述隨^/L數(shù)生成所述響應(yīng)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述第二序列號(hào) 的長(zhǎng)度小于或等于48比特；或，所述第二序列號(hào)包含兩部分，第一部分的 長(zhǎng)度小于或等于48比特，第二部分的長(zhǎng)度小于或等于16比特；所述預(yù)定條件為所述第二序列號(hào)與所述第一序列號(hào)的差值的絕對(duì)值小 于預(yù)定門(mén)限；或，所迷第二序列號(hào)與所述第一序列號(hào)的差值在預(yù)定范圍內(nèi)。
13. —種認(rèn)證方法，其特征在于，包含以下步驟如果第二設(shè)備確定本設(shè)備沒(méi)有保存待認(rèn)證的用戶的第四序列號(hào)，則根據(jù) 該第二設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成第四序列號(hào)，并通過(guò)與第 一設(shè)備的交互 將由第一設(shè)備保存的該用戶的第三序列號(hào)與該第四序列號(hào)同步；所述第二設(shè)備和所述第一設(shè)備使用同步后的第三、第四序列號(hào)進(jìn)行交互 消息的抗重放認(rèn)i正。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所迷的認(rèn)證方法，其特征在于，所述第二設(shè)備通 過(guò)與第一設(shè)備的交互將第三序列號(hào)與所述第四序列號(hào)重同步的步驟還包含 以下子步驟所述第二設(shè)備將所述第四序列號(hào)發(fā)送給所述第一設(shè)備；如果所述第 一設(shè)備已保存有所述用戶的第三序列號(hào)，則該第 一設(shè)備將所 述第四序列號(hào)與該第 一設(shè)備保存的所述用戶的第三序列號(hào)比較，如果該第四 序列號(hào)大于所保存的第三序列號(hào)，則將所保存的第三序列號(hào)更新為與該第四序列號(hào)相同；如果所述第一設(shè)備未保存有所述用戶的第三序列號(hào)，則該第一設(shè)備保存 從所述第二設(shè)備收到的第四序列號(hào)，將該第四序列號(hào)作為該第三序列號(hào)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的認(rèn)證方法，其特征在于，所述第二設(shè)備和 所述第 一設(shè)備使用同步后的第三、第四序列號(hào)進(jìn)行交互消息的抗重放認(rèn)證的 步驟還包含以下步驟所述第一設(shè)備將同步后的第三序列號(hào)增加一個(gè)預(yù)定步長(zhǎng)，并將增加步長(zhǎng) 后的第三序列號(hào)攜帶在待認(rèn)證的消息中發(fā)送給所述第二設(shè)備；所述第二設(shè)備 將同步后的第四序列號(hào)和所述待認(rèn)證的消息中攜帶的第三序列號(hào)進(jìn)行比較， 如果比較的結(jié)果滿足第一預(yù)定條件，則該消息的抗重放認(rèn)證成功，該第二設(shè) 備將該第四序列號(hào)更新為與該第三序列號(hào)相同；如果比較的結(jié)果不滿足該第 一預(yù)定條件，則消息的抗重放認(rèn)證失敗。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的認(rèn)證方法，其特征在于，所述第一預(yù)定條 件為所述待認(rèn)證的消息中攜帶的第三序列號(hào)大于所述第二設(shè)備同步后的第 四序列號(hào)；或者，所述待認(rèn)證的消息中攜帶的第三序列號(hào)大于所述第二設(shè)備 同步后的第四序列號(hào)，且兩者的差值在預(yù)定范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的認(rèn)證方法，其特征在于，所 述第二設(shè)備在收到來(lái)自所述第一設(shè)備的屬于所述用戶的待認(rèn)證的消息時(shí)，或 所述第二設(shè)備需要為所述用戶發(fā)起認(rèn)證時(shí)，判斷該第二設(shè)備是否保存該用戶的第四序列號(hào)。
18. —種通信設(shè)備，其特征在于，包含 第一存儲(chǔ)單元，用于保存用戶的第四序列號(hào)；生成單元，用于在確定該第一存儲(chǔ)單元沒(méi)有保存待認(rèn)證的用戶的第四序 列號(hào)時(shí)，根據(jù)該通信設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間為該用戶生成第四序列號(hào)，并指示該第一存儲(chǔ)單元保存該第四序列號(hào)；第一同步單元，用于通過(guò)與所述通信設(shè)備的對(duì)端設(shè)備的交互將由對(duì)端設(shè) 備保存的所述用戶的第三序列號(hào)與所述第四序列號(hào)同步；第 一認(rèn)證單元，用于使用同步后的第四序列號(hào)與所述對(duì)端設(shè)備進(jìn)行交互 消息的抗重》文認(rèn)證。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述第一同步單 元還包含發(fā)送子單元，用于將所述生成單元生成的第四序列號(hào)發(fā)送給所述對(duì)端設(shè)備；指示子單元，用于指示所述對(duì)端設(shè)備將該對(duì)端設(shè)備保存的所述用戶的第 三序列號(hào)更新為與該第四序列號(hào)相同。
20. —種通信設(shè)備，其特征在于，包含 第二存儲(chǔ)單元，用于保存用戶的第三序列號(hào)；接收單元，用于從所述通信設(shè)備的對(duì)端設(shè)備接收待認(rèn)證的用戶的第四序列號(hào)；第二同步單元，用于將所述第二存儲(chǔ)單元保存的第三序列號(hào)與所述接收單元收到的第四序列號(hào)同步；第二認(rèn)證單元，用于使用更新后的第三序列號(hào)與所述對(duì)端設(shè)備進(jìn)行交互 消息的抗重放認(rèn)證。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述第二同步單 元通過(guò)以下方式將所述第二存儲(chǔ)單元保存的第三序列號(hào)與所迷接收單元收 到的第四序列號(hào)同步如果所述第二存儲(chǔ)單元已保存有所述用戶的第三序列號(hào)，將所述接收單 元收到的第四序列號(hào)與該第三序列號(hào)比較，如果該第四序列號(hào)大于該第三序 列號(hào)，則指示所述第二存儲(chǔ)單元將所保存的第三序列號(hào)更新為與該第四序列號(hào)相同；如果所述第二存儲(chǔ)單元未保存有所述用戶的第三序列號(hào)，則指示該第二 存儲(chǔ)單元保存從所述接收單元收到的第四序列號(hào)，將該第四序列號(hào)作為該第 三序列號(hào)。
22. —種認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于，包含至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求18或19 所述的第一類通信設(shè)備，和至少一個(gè)權(quán)利要求20或21所述的第二類通信設(shè) 備，所述第 一類通信設(shè)備和所述第二類通信設(shè)備互為進(jìn)行認(rèn)證的對(duì)端設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，公開(kāi)了一種鑒權(quán)和密鑰協(xié)商方法、認(rèn)證方法、系統(tǒng)及設(shè)備，使得在用戶卡不支持SQN的保存的情況下，能夠抵抗AKA過(guò)程中的重放攻擊。本發(fā)明中，網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到終端的認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)與該終端的共享密鑰、一個(gè)隨機(jī)數(shù)、和代表網(wǎng)絡(luò)側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第一序列號(hào)SQN1生成第一認(rèn)證碼MAC，將該隨機(jī)數(shù)、第一序列號(hào)SQN1和第一認(rèn)證碼MAC發(fā)送給該終端；終端根據(jù)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的共享密鑰、收到的隨機(jī)數(shù)和第一序列號(hào)SQN1生成第二認(rèn)證碼XMAC，如果該第二認(rèn)證碼XMAC與所述第一認(rèn)證碼MAC相同，且代表終端側(cè)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的第二序列號(hào)SQN2與所述第一序列號(hào)SQN1的差值滿足預(yù)定條件，則該終端認(rèn)定網(wǎng)絡(luò)側(cè)合法。
文檔編號(hào)H04L9/32GK101272251SQ20071008994
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者劉文宇, 昉 尤, 潔 趙 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司