无线协作通信安全交互方法技术

技术编号:20431542 阅读:34 留言:0更新日期:2019-02-23 11:07
本发明专利技术公开了一种无线协作通信安全交互方法,包括以下步骤:源节点发送RTS帧;协作节点接收RTS帧,并提取其与源节点之间的信道信息;协作节点与源节点进行安全验证;协作节点与目的节点进行安全验证;协作节点想源节点发送HTS帧;目的节点向协作节点和源节点发送CCTS帧;源节点选择传输模式和协作节点完毕后,根据不同的传输模式以相应的速率开始正常的数据通信。借此,本发明专利技术的无线协作通信安全交互方法,采取了协作节点与源节点、协作节点与目的节点分别直接进行节点安全认证的方式,协作通信的交互过程能够获得更好的安全保障,同时也有效降低了安全认证的复杂程度。

Secure Interaction Method for Wireless Cooperative Communication

The invention discloses a secure interaction method for Wireless Cooperative communication, which includes the following steps: the source node sends RTS frames; the cooperative node receives RTS frames and extracts channel information between them; the cooperative node and the source node carry out security verification; the cooperative node and the destination node carry out security verification; the cooperative node wants to send HTS frames to the source node and the source node; and the destination node sends HTS frames to the cooperative node and the source node. When the source node chooses the transmission mode and the cooperative node is finished, the normal data communication starts at the corresponding rate according to the different transmission mode. In this way, the security interaction method of wireless cooperative communication of the present invention adopts the way that cooperative node and source node, cooperative node and destination node carry out node security authentication directly respectively. The interaction process of cooperative communication can obtain better security guarantee, and at the same time effectively reduces the complexity of security authentication.

【技术实现步骤摘要】
无线协作通信安全交互方法
本专利技术是关于通信领域,特别是关于一种无线协作通信安全交互方法。
技术介绍
协作通信是一种利用移动中继节点来增加特定用户容量的技术,这种技术的原理是在小区所有节点工作频带相同的情况下,可以将系统分解成三类节点,基站为源节点、特定用户(高速用户)为目的节点、其他用户终端为中继节点,所有中继节点都可以看作是特定用户节点的收发天线,从而网络就等于一个多输入多输出(MIMO)天线系统,被称为是虚拟多入多出天线(V-MIMO)系统,能支持高速用户的特定容量。因此,这种技术被称为“协作通信”。无线协作通信不仅在提高系统传输速率、抵抗多径衰落以及增强通信质量上具有明显的优势,而且可以在不增加硬件成本的前提下获取相应的分集增益,提高无线通信系统的有效性和可靠性,满足用户日益增长的对实时多媒体业务的需求。协作通信与传统的无线通信最大的不同之处在于,它引入了终端与终端之间、终端与中继转发节点之间的协作,改变了无线通信系统的网络结构。全新的网络形式带来了新的安全缺陷,也必将导致针对新型网络攻击方式的产生。协作通信节点在交互过程中,面临着一定的安全风险,主要包括:窃听攻击、阻塞攻击、消息篡改、重放攻击以及通信量分析等。尽管先进移动通信系统中纷纷引入了协作通信技术,却仍然没有形成有效的安全机制来约束通信节点在协作通信中的行为。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无线协作通信安全交互方法,其能够使交互过程能够获得更好的安全保障,且有效降低了安全认证的复杂程度。为实现上述目的,本专利技术提供了一种无线协作通信安全交互方法,包括以下步骤:源节点发送RTS帧;协作节点接收RTS帧,并提取其与源节点之间的信道信息;协作节点与源节点进行安全验证;协作节点与目的节点进行安全验证;协作节点想源节点发送HTS帧;目的节点向协作节点和源节点发送CCTS帧;源节点选择传输模式和协作节点完毕后,根据不同的传输模式以相应的速率开始正常的数据通信。在一优选的实施方式中,协作节点与源节点进行安全验证包括:协作节点将随机数N0、时间戳T0及(N0,T0)KEY_SN源节点公钥,生成认证请求发给源节点;源节点用自身的源节点私钥对(N0,T0)KEY_SN源节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并将(N0,T0)重新用(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥进行签名,发给协作节点;协作节点收到(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥后,用自身的协作节点私钥对(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0);如果得到的(N0,T0)和发出去的(N0,T0)相同,则源节点得到身份认证;协作节点重新向源节点发送(N0,T0)并用(N0,T0)KEY_SN源节点公钥加密;以及源节点用自身的源节点私钥对(N0,T0)KEY_SN源节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并验证(N0,T0)与之前收到的(N0,T0)是否一致,如果一致则协作节点身份得到源节点的认证。在一优选的实施方式中,协作节点与目的节点进行安全验证包括:协作节点将随机数N0、时间戳T0及(N0,T0)KEY_SN目的节点公钥,生成认证请求发给目的节点;目的节点用自身的目的节点私钥对(N0,T0)KEY_SN目的节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并将(N0,T0)重新用(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥进行签名,发给协作节点;协作节点收到(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥后,用自身的协作节点私钥对(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0);如果得到的(N0,T0)和发出去的(N0,T0)相同,则目的节点得到身份认证;协作节点重新向目的节点发送(N0,T0)并用(N0,T0)KEY_SN目的节点公钥加密;以及目的节点用自身的目的节点私钥对(N0,T0)KEY_SN目的节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并验证(N0,T0)与之前收到的(N0,T0)是否一致,如果一致则协作节点身份得到目的节点的认证。与现有技术相比,根据本专利技术的无线协作通信安全交互方法,采取了协作节点与源节点、协作节点与目的节点分别直接进行节点安全认证的方式,协作通信的交互过程能够获得更好的安全保障,同时也有效降低了安全认证的复杂程度,实现了无线协作通信网络中源节点、协作节点和目的节点三者之间的高效安全交互。附图说明图1是根据本专利技术一实施方式的无线协作通信安全交互方法的交互流程示意图。主要附图标记说明:1-源节点,2-协作节点,3-目的节点,4-RTS帧,5-HTS帧,6-CCTS帧。具体实施方式下面结合附图,对本专利技术的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。如图1所示,图1是根据本专利技术一实施方式的无线协作通信安全交互方法的交互流程示意图。根据本专利技术优选实施方式的一种无线协作通信安全交互方法,包括以下步骤:源节点1发送RTS帧4;协作节点2接收RTS帧4,并提取其与源节点1之间的信道信息;协作节点2与源节点1进行安全验证;协作节点2与目的节点3进行安全验证;协作节点2想源节点1发送HTS帧5;目的节点3向协作节点2和源节点1发送CCTS帧6;源节点1选择传输模式和协作节点2完毕后,根据不同的传输模式以相应的速率开始正常的数据通信。在一优选的实施方式中,协作节点2与源节点1进行安全验证包括:协作节点2将随机数N0、时间戳T0及(N0,T0)KEY_SN源节点1公钥,生成认证请求发给源节点1;源节点1用自身的源节点1私钥对(N0,T0)KEY_SN源节点1公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并将(N0,T0)重新用(N0,T0)KEY_CN协作节点2公钥进行签名,发给协作节点2;协作节点2收到(N0,T0)KEY_CN协作节点2公钥后,用自身的协作节点2私钥对(N0,T0)KEY_CN协作节点2公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0);如果得到的(N0,T0)和发出去的(N0,T0)相同,则源节点1得到身份认证;协作节点2重新向源节点1发送(N0,T0)并用(N0,T0)KEY_SN源节点1公钥加密;以及源节点1用自身的源节点1私钥对(N0,T0)KEY_SN源节点1公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并验证(N0,T0)与之前收到的(N0,T0)是否一致,如果一致则协作节点2身份得到源节点1的认证。在一优选的实施方式中,协作节点2与目的节点3进行安全验证包括:协作节点2将随机数N0、时间戳T0及(N0,T0)KEY_SN目的节点3公钥,生成认证请求发给目的节点3;目的节点3用自身的目的节点3私钥对(N0,T0)KEY_SN目的节点3公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并将(N0,T0)重新用(N0,T0)KEY_CN协作节点2公钥进行签名,发给协作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线协作通信安全交互方法,其特征在于,包括以下步骤:源节点发送RTS帧;协作节点接收所述RTS帧,并提取其与所述源节点之间的信道信息;所述协作节点与所述源节点进行安全验证;所述协作节点与目的节点进行安全验证;所述协作节点想所述源节点发送HTS帧;所述目的节点向所述协作节点和所述源节点发送CCTS帧;所述源节点选择传输模式和所述协作节点完毕后,根据不同的传输模式以相应的速率开始正常的数据通信。

【技术特征摘要】
1.一种无线协作通信安全交互方法,其特征在于,包括以下步骤:源节点发送RTS帧;协作节点接收所述RTS帧,并提取其与所述源节点之间的信道信息;所述协作节点与所述源节点进行安全验证;所述协作节点与目的节点进行安全验证;所述协作节点想所述源节点发送HTS帧;所述目的节点向所述协作节点和所述源节点发送CCTS帧;所述源节点选择传输模式和所述协作节点完毕后,根据不同的传输模式以相应的速率开始正常的数据通信。2.如权利要求1所述的无线协作通信安全交互方法,其特征在于,所述协作节点与所述源节点进行安全验证包括:所述协作节点将随机数N0、时间戳T0及(N0,T0)KEY_SN源节点公钥,生成认证请求发给所述源节点;所述源节点用自身的源节点私钥对所述(N0,T0)KEY_SN源节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0),并将(N0,T0)重新用(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥进行签名,发给所述协作节点;所述协作节点收到(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥后,用自身的协作节点私钥对(N0,T0)KEY_CN协作节点公钥进行解密,得到解密后的(N0,T0);如果得到的(N0,T0)和发出去的(N0,T0)相同,则所述源节点得到身份认证;所述协作节点重新向所述源节点发送(N0,T0)并用所述(N0,T0)KEY_SN源节点公钥加密;以及所述源节点用自身的源节点...

【专利技术属性】
技术研发人员:甄岩王立城白晖峰霍超侯莹莹
申请(专利权)人:北京智芯微电子科技有限公司国网信息通信产业集团有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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