在无人机身份和广播中使用基于证书的安全性的方法技术

各个实施例实现了广播通信安全。各个实施例实现了广播通信的认证。各个实施例可以实现对诸如总长度为250字节或更小的一个或多个已签名消息的小尺寸消息的非对称认证和完整性保护。各个实施例可以支持使用证书对信标类型消息进行加密签名。各个实施例可以包括生成信标类型消息，至少部分地使用证书对信标类型消息进行加密签名以生成已签名的信标消息，并且与用于验证已签名的信标消息的证书信息相结合地或相独立地，在一个或多个广播发送中发出已签名的信标类型消息。已签名的信标类型消息。已签名的信标类型消息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在无人机身份和广播中使用基于证书的安全性的方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年4月28日提交的题为
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Methods Of Using Certificate
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Based Security With Drone Identity And Broadcasting
″
的美国临时申请第63/016,780号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。

技术介绍

[0003]当今通信系统的改进促进了可以从安全通信中受益的许多不同类型的设备的出现，诸如机器人载具(vehicle)(例如，无人飞行系统(UAS)、无人飞行载具(UAV)、自主驾驶汽车等)、物联网(IOT)设备等。虽然许多设备可以受益于安全通信，但诸如消息尺寸约束、通信信道带宽约束、连接不可靠性等的与某些设备相关联的约束之前阻碍了基于证书的安全性在此类受约束设备的通信中的使用。

技术实现思路

[0004]各个方面实现了广播通信安全。各个方面实现了广播通信的认证。各个方面可以实现对诸如总长度为250字节或更小的一个或多个已签名消息的、小尺寸消息的非对称加密认证和完整性保护。各个方面可以支持使用证书对信标类型消息进行加密签名。各个方面可以包括由设备的处理器执行的用于提供广播通信安全的方法，设备诸如无线设备(例如，无人飞行系统(UAS)、物联网(IoT)设备、广播接收器、用户设备(UE)、自主载具或半自主载具、机器人、路边基础设施设备等)。各个方面可以包括生成信标类型消息，至少部分地使用证书对信标类型消息进行加密签名以生成已签名的信标消息，以及在来自设备的一个或多个广播发送中发出已签名的信标类型消息。各个方面可以包括生成信标类型消息，至少部分地使用证书对信标类型消息进行加密签名以生成已签名的信标消息，以及在来自设备的一个或多个广播发送中发出已签名的信标类型消息。在一些方面中，可以与用于验证已签名的信标消息的证书信息相结合或相独立地，在来自设备的一个或多个广播发送中发出已签名的信标类型消息。
[0005]在一些方面中，至少部分地使用证书的私钥对信标类型消息进行加密签名以生成已签名的信标类型消息可以包括：生成消息有效载荷；至少部分地使用设备的证书和私钥生成数字签名；私钥对应于设备的与证书相关联的公钥；生成证书的证书标识哈希；并在信标类型消息中嵌入消息有效载荷、数字签名和证书标识哈希以生成已签名的信标类型消息。
[0006]在一些方面中，消息有效载荷可以包括设备消息，并且至少部分地使用证书的私钥生成数字签名可以包括：确定签名时间戳；生成证书的哈希；组合设备消息、签名时间戳、以及证书的哈希以形成报头和待认证的有效载荷；以及至少部分地使用待认证的有效载荷和私钥来生成数字签名。生成证书的证书标识哈希可以包括：选择证书的哈希的子集或全部作为证书标识哈希；并且在信标类型消息中嵌入消息有效载荷、数字签名和证书标识哈希以生成已签名的信标类型消息可以包括：在信标类型消息中嵌入消息有效载荷、签名时
间戳、数字签名和证书标识哈希以生成已签名的信标类型消息。在一些方面中，除了或代替于在已签名的信标类型消息的有效载荷中，签名时间戳可以被包括在已签名的信标类型消息的报头中。在一些方面中，字节部分可以是证书哈希的最小或最大有效的八个、十六个或二十四个字节。在一些方面中，字节部分可以是证书的完整哈希或小于证书的完整哈希。
[0007]在一些方面，生成消息有效载荷可以包括：确定签名时间戳，确定一个或多个设备消息的消息集，生成消息集和签名时间戳的组合的哈希，选择消息集和签名时间戳的组合的哈希的第一字节部分作为消息有效载荷；至少部分地使用证书和私钥生成数字签名可以包括：至少部分地使用第一字节部分、证书和私钥生成数字签名；生成证书的证书标识哈希可以包括：生成证书的哈希，并且选择证书的哈希的第二字节部分作为证书标识哈希；并且在信标类型消息中嵌入消息有效载荷、数字签名以及证书标识哈希以生成已签名的信标类型消息可以包括：在信标类型消息中嵌入消息有效载荷、签名时间戳、数字签名以及证书标识哈希以生成已签名的信标类型消息。
[0008]在一些方面中，第一字节部分可以是消息集和签名时间戳的组合的哈希的最大或最小有效的十二个、十六个或二十四个字节，并且第二字节部分可以是证书的添附哈希或其子集。在一些方面中，第一字节部分可以是消息或消息集与签名时间戳的组合的哈希的完整或部分输出，并且第二字节部分可以是证书的哈希的子集或完全哈希。
[0009]在一些方面中，已签名的信标类型消息还可以包括证书或者证书可以包括在不同的已签名的信标类型消息中。各个方面还可以包括：生成包括证书的第二信标类型消息，并且在来自设备的另外一个或多个广播发送中发出第二信标类型消息。在一些方面中，信标类型消息可以是蓝牙信标帧。在一些方面中，蓝牙信标帧可以是小的蓝牙4信标帧或蓝牙5扩展广告。在一些方面中，信标类型消息可以是Wi
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Fi信标帧。在一些方面中，Wi
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Fi信标帧可以是Wi
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Fi邻居感知网络(NAN)服务发现帧。
[0010]各个方面还可以包括生成指向已签名的信标类型消息、或者已签名或未签名的证书广播信标或服务广告消息的未签名的信标类型消息，并在与已签名的信标类型消息的一个或多个广播发送的信道不同的信道上的一个或多个广播发送中发出未签名的信标类型消息。在一些方面中，已签名的信标类型消息可以是蓝牙5扩展广告帧或Wi
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Fi NAN服务发现帧。
[0011]在一些方面中，消息有效载荷、数字签名和证书标识哈希可以具有109、125、250或255字节或更小的组合尺寸。在一些方面中，证书广播信标或广告可以具有109、125、250或255字节或更小的组合尺寸并且可以由签名者、代理或中介发出。在一些方面中，消息有效载荷的子集可以具有在单独的帧中发出的25字节的尺寸。
[0012]在一些方面中，设备消息可以是ASTM消息。在一些方面中，设备可以是UAS并且设备消息可以是ASTM F3411
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19消息。在一些方面中，已签名的信标类型消息可以是ASTM F3411
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19认证消息、包含在ASTM F3411
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10兼容帧内的IEEE 1609.2已签名消息、或适配类似小消息尺寸约束的其他独特的协议消息。在一些方面中，证书的比特部分可以对应于分配给UAS或其操作者的序列号、通用唯一标识符(UUID)或会话标识符(会话ID)。在一些方面中，嵌入的证书标识符可以是UAS标识符和操作者标识符两者的加密绑定，例如连同UAS标识符和计数器或其他非重复或唯一参数的秘密操作者标识密钥的完整或部分哈希值，或者嵌入的证书标识符可以是使用相同输入的密钥消息认证代码。在一些方面中，UUID或证书
标识符可以不嵌入在证书中，而是可以是证书/哈希的前或后64、96、100或128比特。在一些方面中，证书可以包括嵌入的权限比特，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】1.一种由设备的处理器执行的用于提供广播通信安全的方法，包括：生成信标类型消息；至少部分地使用证书对所述信标类型消息进行加密签名，以生成已签名的信标消息；并且在来自所述设备的一个或多个广播发送中发出所述已签名的信标类型消息。2.根据权利要求1所述的方法，其中至少部分地使用所述证书对所述信标类型消息进行加密签名以生成所述已签名的信标类型消息包括：生成消息有效载荷；至少部分地使用所述证书和所述设备的私钥来生成数字签名，所述私钥对应于所述设备的与所述证书相关联的公钥；生成所述证书的证书标识哈希；并且在所述信标类型消息中嵌入所述消息有效载荷、所述数字签名和所述证书标识哈希以生成所述已签名的信标类型消息。3.根据权利要求2所述的方法，其中：所述消息有效载荷包括设备消息；至少部分地使用所述证书和所述私钥生成所述数字签名包括：确定签名时间戳；生成所述证书的哈希；组合所述设备消息、所述签名时间戳和所述证书的所述哈希，以形成已认证的有效载荷；并且至少部分地使用所述已认证的有效载荷、所述证书和所述私钥来生成所述数字签名；生成所述证书的所述证书标识哈希包括：选择所述证书的所述哈希的字节部分作为所述证书标识哈希；并且在所述信标类型消息中嵌入所述消息有效载荷、所述数字签名和所述证书标识哈希以生成所述已签名的信标类型消息包括：在所述信标类型消息中嵌入所述消息有效载荷、所述签名时间戳、所述数字签名和所述证书标识哈希以生成所述已签名的信标类型消息。4.根据权利要求2所述的方法，其中：生成所述消息有效载荷包括：确定签名时间戳；确定一个或多个设备消息的单个消息或消息集；生成所述消息或消息集与所述签名时间戳的组合的哈希；选择所述消息或消息集与所述签名时间戳的组合的哈希的第一字节部分作为所述消息有效载荷；至少部分地使用所述证书和所述私钥生成所述数字签名包括：至少部分地使用所述第一字节部分、所述证书和所述私钥生成所述数字签名；生成所述证书的所述证书标识哈希包括：生成所述证书的哈希；并且选择所述证书的所述哈希的第二字节部分作为所述证书标识哈希；并且在所述信标类型消息中嵌入所述消息有效载荷、所述数字签名和所述证书标识哈希以
生成所述已签名的信标类型消息包括：在所述信标类型消息中嵌入所述消息有效载荷、所述签名时间戳、所述数字签名和所述证书标识哈希以生成所述已签名的信标类型消息。5.根据权利要求4所述的方法，其中：所述第一字节部分是所述消息或消息集与所述签名时间戳的组合的哈希的完整或部分输出；并且所述第二字节部分是所述证书的子集或完全哈希。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述已签名的信标类型消息还包括所述证书或者所述证书被包括在不同的已签名的信标类型消息中。7.根据权利要求2所述的方法，还包括：生成包括所述证书、证书信任链信息或证书撤销信息的第二信标类型消息；并且在来自所述设备的另外一个或多个广播发送中发出所述第二信标类型消息。8.根据权利要求2所述的方法，还包括：生成指向所述已签名的信标类型消息的未签名的信标类型消息；并且在与所述已签名的信标类型消息的一个或多个广播发送的信道不同的信道上的一个或多个广播发送中发出所述未签名的信标类型消息。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述已签名的信标类型消息是蓝牙5扩展广告帧或Wi
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Fi邻居感知网络(NAN)服务发现帧。10.根据权利要求2所述的方法，其中：所述设备是无人飞行系统(UAS)；并且所述设备消息是ASTM F3411
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19消息。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述已签名的信标类型消息是ASTM F3411
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19认证消息或包括在ASTM F3411
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19兼容帧内的IEEE 1609.2已签名消息。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述证书哈希的比特部分对应于被分配给所述UAS、其操作者或所述UAS及其操作者的元组的通用唯一标识符(UUID)或会话标识符(会话ID)。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述比特部分是所述证书哈希的前或后64、92、120或128比特。14.根据权利要求10所述的方法，其中：所述证书包括指示与所述UAS或其操作者相关联的类型、角色和/或权限的嵌入的权限比特；并且所述已签名的信标类型消息包括消息一致性指示。15.根据权利要求2所述的方法，其中所述证书是不包括所述公钥的完整版本的隐式格式证书。16.根据权利要求2所述的方法，其中所述证书包括公钥重构值，所述公钥重构值被配置为允许所述公钥被重构。17.根据权利要求2所述的方法，其中所述消息有效载荷是将通过小型信标或服务广告帧来广播的自动相关监视
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广播(ADS
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B)消息。18.根据权利要求1所述的方法，其中在来自所述设备的一个或多个广播发送中发出所述已签名的信标类型消息包括：在来自所述设备的多个广播页面或广播帧中发出所述已签
名的信标类型消息。19.一种由广播接收器设备的处理器执行的用于认证广播通信的方法，包括：从设备接收已签名的信标类型消息，所述已签名的信标类型消息是至少部分地使用所述设备的证书来加密签名的；至少部分地基于所述证书确定所述已签名的信标类型消息是否有效；响应于确定所述已签名的信标类型消息是有效的，处理所述已签名的信标类型消息；并且响应于确定所述已签名的信标类型消息是无效的，丢弃所述已签名的信标类型消息。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述已签名的信标类型消息包括所述证书的证书标识哈希，所述方法还包括：至少部分地基于所述证书的所述证书标识哈希来确定所述证书的身份；并且基于所确定的所述证书的身份来检索所述证书。21.根据权利要求19所述的方法，其中基于所确定的所述证书的身份来检索所述证书包括：从所述广播接收器设备的存储器或远离所述广播接收器设备的证书颁发服务器中的一个检索所述证书。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述证书是在另一信标类型消息中从所述设备接收的。23.根据权利要求19所述的方法，其中响应于确定所述已签名的信标类型消息有效而处理所述已签名的信标类型消息包括：至少部分地使用所述已签名的信标类型消息来确定无人飞行载具身份或无人飞行载具的操作者身份。24.根据权利要求23所述的方法，其中广播标识符被包含在签名证书内并且所述广播标识符是密钥哈希、消息认证代码算法或公钥签名算法的加密输出。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述密钥哈希、消息认证代码算法或公钥签名算法用唯一的计数器输入或非重复随机数来重复调用，并且每个输出构成与无人飞行载具和无人飞行载具操作者相关联的短寿命广播ID证书的另一标识符。26.一种设备，包括：处理器，其配置有处理器可执行指令以用于：生成信标类型消息；至少部分地使用证书对信标类型消息进行加密签名以生成已签名的信标消息；并且在来自所述设备的一个或多个广播发送中发出所述已签名的信标类型消息。27.根据权利要求26所述的设备，其中所述处理器还配置有处理器可执行指令，以通过以下方式至少部分地使用所述证书对所述信标类型消息进行加密签名...

【专利技术属性】
技术研发人员：DF范杜伦，S法钦，W怀特，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：