用于使得能够实现凭证的安全供应的方法以及相关无线装置和服务器制造方法及图纸

本公开提供一种在无线装置（60）中执行以用于能够实现从服务器（70）的凭证的安全供应的方法。无线装置（60）存储装置公共密钥和装置私有密钥。服务器（70）存储装置公共密钥。该方法包括：接收(S1)来自服务器（70）的认证请求；生成(S2)装置认证和完整性DAI指示符；以及向服务器（70）传送(S3)认证响应。认证响应包括DAI指示符。该方法包括接收(S4)来自服务器（70）的凭证消息，凭证消息包括服务器认证和完整性SAI指示符。SAI指示符提供服务器对装置公共密钥的拥有的证据。该方法包括使用装置公共密钥来检验(S5)所接收凭证消息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使得能够实现凭证的安全供应的方法以及相关无线装置和服务器
本公开涉及安全性，并且具体来说涉及凭证供应。更具体来说，本公开涉及用于使得能够实现从服务器到无线装置的凭证的安全供应的方法以及相关无线装置和服务器。
技术介绍
设想在2020年有500亿台装置将连接到因特网，并且物联网IoT(其中连接诸如传感器、灯泡等的无线装置)将是所连接装置的主要部分。安全性对这些无线装置非常重要。例如，重要的是确保从传感器所传递的数据结束于正确的人手中，并且它未被篡改，以及来自这些传感器的敏感数据没有暴露。另一个示例是需要防止篡改对/从控制装置（诸如门锁或起搏器(对其而言，篡改能够对人们的财产或健康具有严重后果)）所发送的数据。不仅应当保护无线装置本身以及由无线装置所提供的服务(例如无线装置与服务器(无线装置向其传递敏感传感器数据)之间的安全通信)，而且还需要按照安全方式来操控装置管理(例如装置的SW更新和配置)以及服务注册和实现。因此，重要的是防止中间人操纵SW、将无线装置置于错误/不安全配置中、或者使无线装置向欺诈服务器注册。无线装置通常是具有有限计算和通信功率及存储器的受约束装置。对于这类无线装置，在各种标准化论坛中已提出了若干标准。这些标准之一是轻量机器对机器LwM2M协议，其提供用于受约束无线装置的引导、注册、管理、服务实现和信息报告的手段。LwM2M协议运行于受约束应用协议CoAP之上，CoAP是用于由IETF最近标准化的用于受约束装置的表述性状态传递REST-ful应用协议。LwM2M和CoAP均要求将数据报传输层安全性DTLS用于包括无线装置与服务器(引导服务器、装置管理服务器或数据报告服务器)之间的相互认证的安全通信。CoAP和LwM2M规范描述DTLS在其中要被使用的三种模式并且规定要使用的强制DTLS密码套件：•采用预共享密钥的DTLS：使用无线装置与服务器之间的预共享密钥。•在原始公共密钥RPK模式中具有公共-私有密钥对的DTLS：无线装置和服务器均具有用于相互认证的单独公共-私有椭圆曲线密码术密钥对，并且RPK格式用来在IoT装置与服务器之间传递密钥，以便避免证书并且节省无线装置中的存储器和处理功率。•具有证书的DTLS：无线装置和服务器均具有单独公共-私有椭圆曲线密码术密钥对以及证明其公共密钥的对应证书。私有密钥和证书用于相互认证。为了允许受约束无线装置在这些模式的任一种中建立与不同服务器的DTLS会话，有必要向受约束无线装置提供凭证，诸如预共享密钥、公共-私有密钥对和证书。但是，受约束无线装置常常缺乏接口和显示器用于使持有装置的用户/企业能够采用凭证手动配置无线装置。机器类型的无线装置的唯一接口常常是网络接口。在许多情况下，用户/企业购买数百或数千台无线装置，并且然后对各装置的手动配置则是过于费时的。无线装置常常可在无线装置的制造商处预先配置有一些凭证，但是仍然需要提供支持无线装置在用户/企业网络中安全操作的装置凭证。无线装置在其中最初供应有凭证的阶段称作引导阶段。在这个阶段中，在向无线装置供应凭证中涉及引导服务器BS。我们考虑其中无线装置在制造时供应有单独公共-私有密钥对的情况。对于安全引导，制造商需要在制造时为无线装置提供制造商公共密钥/证书，使得相互认证在无线装置与制造商BS之间是可能的(例如使用DTLS)，从而确保装置其正在与合法制造商BS服务器进行通信，并且使得建立安全通信以用于传递用户/企业BSURL和可能的凭证(其是对于无线装置安全连接到用户/企业BS所需的)。无线装置然后可进行到与企业BS的引导阶段，其中进行安全连接到企业服务器所需的装置凭证的供应。为了实现与企业BS的安全和成功引导，无线装置和企业BS要相互认证，并且建立用于装置凭证的供应的安全连接，使得无线装置能够在企业网络中安全操作。但是，实现用于凭证供应的安全连接的协议需要尽可能轻量，以便被无线IoT装置所支持。US20150095648示出用于模块与服务器之间的“机器对机器”M2M的安全通信。模块和服务器能够利用公共密钥基础设施(PKI)、诸如公共密钥来对消息进行加密。模块和服务器能够使用私有密钥来生成所发送数据报的数字签名并且对所接收的消息进行解密。模块能够使用密码术算法和参数集合在内部导出私有/公共密钥对。服务器能够使用共享秘密密钥来认证具有关联模块身份的导出公共密钥的提交。对于由模块导出的公共密钥的首次提交，共享秘密密钥能够包括预共享秘密密钥，其能够使用预共享秘密密钥代码来被加载到模块中。本文档利用附加预共享秘密将在模块生成的公共密钥传递给服务器，其是附加密码术材料。具有附加密码术材料对无线IoT装置(其中资源是受约束的，并且密码术材料的量或数量要保持为最小)是次优解决方案。因此，存在对于使得能够实现从服务器到无线装置的装置凭证的安全供应的轻量安全协议的需要。
技术实现思路
本公开的目的是要提供寻求单独地或者按照任何组合来减轻、缓解或消除一个或多个上面所标识的本领域中的缺陷和缺点的方法、无线装置和服务器。这个目的通过一种在无线装置中执行以用于能够实现从服务器的凭证的安全供应的方法来得到。无线装置存储装置公共密钥和装置私有密钥。服务器存储装置公共密钥。该方法包括：接收来自服务器的认证请求；生成装置认证和完整性DAI指示符；以及向服务器传送认证响应。认证响应包括DAI指示符。该方法包括接收来自服务器的凭证消息，凭证消息包括服务器认证和完整性SAI指示符。SAI指示符提供服务器对装置公共密钥的拥有的证据。该方法包括使用装置公共密钥来检验所接收凭证消息。本公开提供一种用于能够实现从服务器到无线装置的凭证的供应的轻量技术，其中凭证供应使用作为共享秘密的装置公共密钥来被保护。因此，不存在对于专用于凭证供应的密码术材料的需要，因为装置公共密钥在本文中用于在被暴露之前保护凭证供应。无线装置则能够降低用于存储密码术材料的存储器使用，且仅存储装置公共密钥和装置私有密钥。此外，此目的通过一种在服务器中执行以用于向无线装置安全提供凭证的方法来得到。服务器存储用于无线装置的装置公共密钥、服务器公共密钥和服务器私有密钥。该方法包括向无线装置传送认证请求。该方法包括接收来自无线装置的认证响应。认证响应包括装置认证和完整性DAI指示符。该方法包括使用DAI指示符和装置公共密钥来检验所接收的认证响应。该方法包括在对认证响应的成功检验时基于装置公共密钥来生成服务器认证和完整性SAI指示符。SAI指示符提供服务器对装置公共密钥的拥有的证据。该方法包括向无线装置传送凭证消息。凭证消息包括所生成的SAI指示符。本文所公开的方法允许在制造无线装置中的灵活性，因为制造商既不必在制造时向交付给企业的无线装置供应企业凭证，也不必向企业提供生产后服务(通过制造商引导服务器)以用于企业凭证的安全供应。本文所公开的方法采用已存储和未被暴露的装置公共密钥仍然能够实现安全凭证供应。本文还公开有一种无线装置。该无线装置包括配置成与服务器进行通信的接口。该无线装置包括存储器单元，其上存储有装置公共密钥和装置私有密钥。该无线装置包括处理器，该处理器配置成经由接口接收来自服务器的认证请求。处理器配置成生成装置认证和完整性DAI指示符。处理器配置成经由接口向服务器传送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在无线装置(60)中执行以用于能够实现从服务器(70)的凭证的安全供应的方法，所述无线装置(60)存储装置公共密钥和装置私有密钥，所述服务器(70)存储所述装置公共密钥，所述方法包括：‑ 接收(S1)来自所述服务器(70)的认证请求；‑ 生成(S2)装置认证和完整性DAI指示符；‑ 向所述服务器(70)传送(S3)认证响应，所述认证响应包括所述DAI指示符；‑ 接收(S4)来自所述服务器(70)的凭证消息，所述凭证消息包括服务器认证和完整性SAI指示符；其中所述SAI指示符提供所述服务器对所述装置公共密钥的拥有的证据；以及‑ 使用所述装置公共密钥来检验(S5)所接收凭证消息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在无线装置(60)中执行以用于能够实现从服务器(70)的凭证的安全供应的方法，所述无线装置(60)存储装置公共密钥和装置私有密钥，所述服务器(70)存储所述装置公共密钥，所述方法包括：-接收(S1)来自所述服务器(70)的认证请求；-生成(S2)装置认证和完整性DAI指示符；-向所述服务器(70)传送(S3)认证响应，所述认证响应包括所述DAI指示符；-接收(S4)来自所述服务器(70)的凭证消息，所述凭证消息包括服务器认证和完整性SAI指示符；其中所述SAI指示符提供所述服务器对所述装置公共密钥的拥有的证据；以及-使用所述装置公共密钥来检验(S5)所接收凭证消息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述凭证消息包括服务器凭证；以及其中所述方法包括：-在成功检验时存储(S6)所接收服务器凭证。3.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述DAI指示符包括基于所述装置私有密钥所计算的数字签名和/或基于所述装置公共密钥所计算的消息认证代码。4.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述凭证消息包括由所述服务器(70)使用所述装置公共密钥所计算的密码文本，以及其中检验(S5)所述凭证消息包括使用所述装置私有密钥对所述密码文本进行解密(S51)，以得到明文。5.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述认证请求包括服务器现时值；以及其中生成(S2)所述DAI指示符包括使用所述装置私有密钥在所述服务器现时值上生成(S21)数字签名并且使用所述装置公共密钥在所述服务器现时值上生成消息认证代码。6.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述认证请求包括使用所述装置公共密钥或者从所述装置公共密钥所导出的密钥进行加密的服务器现时值；以及其中生成(S2)所述DAI指示符包括使用所述装置私有密钥或者从所述装置公共密钥所导出的密钥对所述加密服务器现时值进行解密，并且在所述认证响应中返回所述服务器现时值。7.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述SAI指示符包括数字签名；以及其中检验(S5)所接收凭证消息包括检验(S53)所述数字签名。8.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括生成装置现时值，并且其中所述认证响应包括所述装置现时值。9.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述凭证消息包括验证确认或者验证错误。10.根据权利要求2-9中的任一项所述的方法，其中，所述服务器凭证是服务器公共密钥、服务器证书、证书授权CA证书和/或装置证书，并且所述SAI指示符包括所述数字签名，且其中检验(S5)所接收凭证消息包括计算（S52）所述服务器现时值、所述装置现时值、所述明文、所述装置公共密钥和所接收的服务器公共密钥中的至少一个的散列值，并且使用所计算的散列值和所接收的服务器公共密钥来检验(S53)所接收的数字签名。11.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述SAI指示符包括MAC，且其中检验(S5)所接收凭证消息包括使用所述装置公共密钥来检验(S54)所述MAC。12.根据权利要求2-11中的任一项所述的方法，其中，所述SAI指示符包括所述MAC，且其中检验(S5)所接收凭证消息包括计算(S55)所述服务器现时值、所述装置现时值、所述明文、所述装置公共密钥和所接收服务器凭证中的至少一个的散列值，并且使用所计算的散列值和所述装置公共密钥来检验所接收的MAC。13.如以上权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括在凭证请求中或者在所述认证响应中向所述服务器(70)传送(S11)装置标识符，并且其中所述凭证消息是对所述凭证请求的凭证响应。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述装置标识符包括基于所述装置公共密钥计算的散列值。15.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述认证请求包括配置成能够实现共享密钥的导出的服务器密钥交换参数。16.根据权利要求15所述的方法，其中，生成(S2)所述DAI指示符包括：-基于所述装置公共密钥、所述服务器密钥交换参数、和/或装置密钥交换参数来生成(S22a)所述共享密钥，-基于所述共享密钥来计算(S22b)所述DAI指示符，以及-在所述认证响应中向所述服务器(70)传送(S22c)所述装置密钥交换参数。17.根据权利要求15-16中的任一项所述的方法，所述方法还包括从所述服务器(70)接收(S7)包括服务器凭证的后续消息；以及使用所述共享密钥来检验(S8)所接收的后续消息。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述后续消息经过加密和/或完整性保护，并且其中基于所述共享密钥来检验(S8)所接收的后续消息包括使用所述共享密钥对所述后续消息进行解密，和/或基于所述共享密钥来检验所述后续消息的完整性保护指示符。19.根据权利要求2-18中的任一项所述的方法，其中，所述服务器凭证包括服务器公共密钥、服务器证书、配置成与所述装置进行通信的一个或多个服务器(70)的证书授权CA证书、装置证书、对称密钥、和/或标识符。20.根据权利要求2-19中的任一项所述的方法，其中，所述凭证消息包括作为服务器凭证的所述装置证书的加密版本。21.一种在服务器(70)中执行以用于向无线装置(60)安全提供凭证的方法，所述服务器(70)存储用于所述无线装置(60)的装置公共密钥、服务器公共密钥和服务器私有密钥，所述方法包括：-向所述无线装置(60)传送(S311)认证请求；-接收(S312)来自所述无线装置(60)的认证响应，所述认证响应包括装置认证和完整性DAI指示符；-使用所述DAI指示符和所述装置公共密钥来检验(S313)所接收的认证响应；以及在所述认证响应的成功检验时：-基于所述装置公共密钥来生成(S314)服务器认证和完整性SAI指示符；其中所述SAI指示符提供所述服务器对所述装置公共密钥的拥有的证据；以及-向所述无线装置(60)传送(S315)凭证消息，所述凭证消息包括所生成的SAI指示符。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述凭证消息包括服务器凭证，和/或所述方法还包括向所述无线装置(60)传送(S316)后续消息，所述后续消息包括所述服务器凭证和/或所述服务器凭证的加密版本。23.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括接收(S310)来自所述无线装置(60)的凭证请求，所述凭证请求包括装置标识符；其中检验(S313)所接收的认证响应包括识别(S313a)与所述装置标识符对应的所述装置公共密钥；以及其中所述凭证消息是对所述凭证请求的凭证响应。24.根据权利要求21-23中的任一项所述的方法，其中，生成(S314)所述SAI指...

【专利技术属性】
技术研发人员：P斯塔尔，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE