安全多UIM认证与密钥交换制造技术

在一个例子中，装置包括通信设备组件，其通过接收第一随机数（RAND）和认证令牌来执行认证密钥协商协议，其中通信设备组件被配置有共享秘密密钥。通信设备组件通过将伪随机函数应用于RAND和共享秘密密钥来生成派生密钥。通信设备组件基于第二随机数（RANDC）和派生密钥，生成第一组会话密钥，其中第一组会话密钥用于加密通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及在认证通信设备时的认证与安全密钥协商，更具体地，涉及当用户使用多用户识别模块时的可扩展认证协议(EAP)-认证与密钥协商(AKA)。
技术介绍
需要在电信行业提供安全的事务得到广泛地认可。如果服务提供商不能够提供支持安全事务的系统，则用户将不会使用无线设备以进行购买或执行任何其它必须被安全地执行的业务。因此，电信行业不断努力以提供安全的环境，其中用户可以安全地执行个人和商务事务。例如，已知通用移动通信系统(UMTS)标准规定了认证密钥协议(AKA)和可扩展认证协议(EAP) -AKA。在AKA和EAP-AKA中，通信设备使用共享秘密密钥来进行认证。共享秘密密钥可 驻留在作为通信设备的一部分的用户识别模块(UM)中。网络中的通信设备和服务器可以使用该秘密密钥计算其它各种密钥，以确保通信设备与接入网络之间的安全通信链路。当只有一个WM时，该方式工作得很好。然而，用户通常具有不止一个的通信设备。例如，用户可具有蜂窝电话、个人数字助理、膝上型计算机和其它通信设备。这些通信设备的每一个都需要被认证以提供安全事务。一种支持具有多个通信设备的用户的有效方法是对该用户所拥有的每个设备向用户提供一个UIM卡，其中每个UIM卡具有相同的共享秘密密钥。然而，如果用户具有多个nM，则在AKA和EAP-AKP协议中打开了安全漏洞。如果服务提供商想要提供安全的通信链路并允许用户拥有具有相同的共享秘密密钥的多个WM卡，则与具有多个MM卡相关联的安全漏洞必须得到解决。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种装置。该装置包括通信设备组件，其通过接收第一随机数(RAND)和认证令牌来执行认证密钥协商协议，其中，通信设备组件被配置有共享秘密密钥。通信设备组件通过将伪随机函数应用于RAND和共享秘密密钥来生成派生密钥。通信设备组件基于第二随机数(RANDC)和派生密钥，生成第一组会话密钥，其中该第一组会话密钥用于加密通信。在另一个实施例中，提供了一种装置。其中，该装置被配置为接收响应和第一随机数(RANDC)。该装置还被配置为基于客户机标识符获取派生密钥，并根据该派生密钥和随机数RANDC计算期望响应。另外，该装置将响应与期望响应进行比较，如果该响应等于期望响应，则获取第一组会话密钥，其中第一组会话密钥与第二组会话密钥一起用于执行加密通f目。再一个实施例提供了一种方法。该方法包括接收认证向量，其包括第一随机数(RAND)、第一派生密钥和认证令牌。该方法还包括传送认证请求消息，其中认证请求消息包括RAND和认证令牌，以及接收第二随机数(RANDC)和响应。该方法还包括基于RANDC和第一派生密钥来获取第一组会话密钥，其中第一组会话密钥用于加密通信。附图说明根据说明书、权利要求书及附图，本专利技术的示例性实施例的特征将变得显而易见，其中图I是描述现有技术的认证与密钥协商协议的消息流的一个实施例的表示图；图2a和2b是现有技术的认证与密钥协商协议中所涉及的计算的表示图；图3是用于安全多UM认证与密钥交换协议的示例性消息流；图4a和4b是安全多UM认证与密钥交换协议的一个实施例中所涉及的计算的表示图； 图5是描述安全多WM认证密钥交换方法的实施例的示例性流程图。具体实施例方式参见图1，一个例子中的消息流100包括用于提供安全的接入信道的AKA/EAP-AKA消息流的示例。此后，为了简化起见，只说明AKA，但与AKA有关的所有描述同样适用于AKA/EAP。AKA认证协议是密钥交换(KE)协议，其基于协议中某些具有预共享或共享秘密密钥(PSK)的参与方。协议中的主要参与方通常是通信设备或客户机(C) 105，其请求接入服务网络(S)110。服务网络可以是归属地网络，或者服务网络可以是客户机正拜访的网络。在下面的描述中，消息被发送到服务网络110。在一个实施例中，这些消息可以去往归属地位置寄存器、拜访地位置寄存器或服务网络的某些其它组件。尽管在实现时，这些消息可以去往服务网络的特定节点，但此后的消息将通常被描述为以服务网络110为目的地。服务网络110通常与客户机(105)和密钥服务器(KS)115进行交互。密钥服务器115通常驻留在客户机(105)的归属地网络中。当客户机105接入网络110时，客户机105可向服务网络110发送接入请求120。该接入请求120可起因于客户机设备(移动通信设备)加电、对突发数据的请求或客户机105想要与服务网络110建立连接的任何其它原因。客户机105和密钥服务器115生成在通过网络安全地传递数据时使用的完整性密钥(IK)和加密密钥(CK)。IK和CK通常使用共享秘密密钥来生成。共享秘密密钥并不通过无线传送到服务网络110 ;相反，共享秘密密钥通常存储在密钥服务器115上。另外，共享秘密密钥并不从密钥服务器115传输到服务网络；相反，密钥服务器115向服务网络110传送包括各种变量的认证向量(AV)。服务网络110使用认证向量的内容以认证客户机105，并在客户机105与服务网络110之间建立安全信道。因此，当客户机105接入服务网络110时，服务网络110确定密钥服务器115驻留在哪里，并向密钥服务器115发送认证数据请求消息122。在接收到认证数据请求122后，密钥服务器115可根据客户机105的身份，查找共享秘密密钥，并确定将要在认证向量中使用的值。在一个实施例中，认证向量可包括随机数(RAND)、期望响应(XRES)、CK、IK和认证令牌(AUTN)的级联。为了得出这些值，密钥服务器115可应用伪随机函数4至&。这些函数或者是不同的伪随机函数，或者是相同的函数，诸如AES。在后一种情况下，当进行函数调用时，函数唯一的参数必须预先考虑。因此，例如，A(X)=AESQ, X)。在此,伪随机函数是指AES、哈希函数、伪随机函数、Rijndael或任何其它伪随机函数或准伪随机函数。在获取包括AV的值时，RAND、序列号(SQN)、匿名密钥(AK)和消息认证码(MAC)可用于计算AV的其它变量。密钥服务器115可生成RAND和SQN。RAND可以使用各种参数(诸如例如SQN)生成。SQN可用于跟踪一次性AV，并帮助客户机105检测重播。匿名密钥AK是可选的参数，其使用/ 生成。继续假定AK未被使用，因此人=O。认证管理字段(AMF)也在MAC的计算中包含。正如本领域的普通技术人员容易知道的，AMF通常用于选择技术参数，诸如超时值。假定SQN、RAND和AMF ;MAC可以通过函数人获得，其中M4C = fh{SQN Il RAND || AMF)。应当指出，人中的k是共享秘密密钥(PSK)。另外，XRES可以使用/ 获得，其中双沿=/ (见4斯)。0(可以使用/ 获得，其中CK = 4 (MND)。IK可以使用人获得，其中I =八(RAND)。可选的AK可以使用4获得，其中 = fh (RAND)。并且，』= SQN AK || AMF || MAC。AV 被构建为 RAND、XRES,CK、IK和AUTN的级联;因此，AV = RAND XRES CK IK AUTN。参见图2a，其用于描述在密钥服务器115上涉及的计算。AV从密钥服务器115传送125到服务网络110。在接收到 AV 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.06 US 12/655,7061.一种装置，包括 通信设备组件，其通过接收第一随机数(RAND)和认证令牌来执行认证密钥协商协议，其中，所述通信设备组件被配置有共享秘密密钥； 所述通信设备组件通过将伪随机函数应用于所述RAND和所述共享秘密密钥来生成派生密钥； 所述通信设备组件基于第二随机数(RANDC)和所述派生密钥，生成第一组会话密钥，其中所述第一组会话密钥用于加密通信。2.如权利要求I所述的装置，其中，所述通信设备组件是用户识别模块，其可操作地与通信设备连接； 其中，所述第一组会话密钥与第二组会话密钥一起用于执行安全通信，其中，所述第一组会话密钥和所述第二组会话密钥是相等的； 所述用户识别模块包括所述派生密钥、所述共享秘密密钥和所述第一组会话密钥，所述用户识别模块向所述通信设备输出所述第一组会话密钥； 所述共享秘密密钥和所述派生密钥不被输出到所述通信设备。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述认证令牌包括序列号、第一消息认证码和认证管理字段； 所述用户识别模块通过将伪随机函数应用于所述共享秘密密钥、所述序列号、所述认证管理字段和所述RAND来计算第二消息认证码； 所述用户识别模块将所述第二消息认证码与所述第一消息认证码进行比较，当所述第一消息认证码等于所述第二消息认证码时，所述用户识别模块获取所述RANDC、所述会话密钥和响应； 所述用户识别模块向所述通信设备输出所述第一组会话密钥、所述RANDC和所述响应。4.如权利要求3所述的装置，其中，获取所述RANDC、所述第一组会话密钥和所述响应还包括 生成所述RANDC ； 通过应用伪随机函数计算所述第一组会话密钥，其中所述第一组会话密钥包括完整性密钥和加密密钥；以及 通过将伪随机函数应用于所述RANDC和所述派生密钥，计算所述响应； 其中，所述用户识别模块通过将伪随机函数应用于所述RANDC和所述派生密钥来计算所述完整性S钥； 所述用户识别模块通过将伪随机函数应用于所述RANDC和所述派生密钥来计算所述加密密钥； 其中，所述通信设备将所述RANDC和所述响应传送给服务网络，其中所述服务网络生成所述第二组会话密钥，其中所述第一组会话密钥和所述第二组会话密钥用于加密所述服务网络与所述通信设备之间的通信。5.一种装置，其 接收响应和第一随机数(RANDC)； 基于客户机标识符获取派生密钥；根据所述派生密钥和所述RANDC计算期望响应；以及 将所述响应与所述期望响应进行比较，当所述响应等于所述期望响应时，获取第一组会话密钥，其中，所述第一组会话密钥与第二组会话密钥一起用于执行加密通信。6.如权利要求5所述的装置，其中， 所述装置包括网络节点，其可通信地与客户机连接； 所述第一组会话密钥和所述第二组会话密钥是相等的； 所述客户机包括所述第二组会话密钥； 其中，所述第一组会话密钥包括完整...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·Y·柯勒斯尼科夫，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯公司，
类型：发明
国别省市：