【技术实现步骤摘要】
一种适用于5G
‑
ATG场景的群组认证方法
[0001]本专利技术涉及一种适用于5G
‑
ATG场景的群组认证方法，属于网络空间安全
技术介绍
[0002]随着移动通信技术的发展，以及航空旅客空中互联网接入需求的迅猛增长，基于地空通信基站的地空链路技术因为其高带宽、灵活性、低成本的特性，更适合占比高的陆地航线，成为空中互联网发展趋势。地空通信(ATG)是以地面地空通信基站作为移动中继，实现飞机空中互联网接入的技术。飞机巡航具有高速移动性，数据传输遭受着严重的多普勒频移、路径损耗等问题的影响。当机舱中的用户设备(UE)尝试与地面连接，舱内海量终端会并发，频繁激活认证，无法保持网络服务的稳定接入，所产生的电磁波甚至会对飞行安全造成干扰。为了解决上述问题，用户定制设备(CPE，Customer Premises Equipment)被引入，CPE接入地面ATG基站，在机舱内为UE提供互联网服务，实现飞机与地面双向通信。然而，由于CPE通过不安全的无线信道连接至ATG基站，也带来新的安全威...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于5G
‑
ATG场景的群组认证方法，其特征在于，它包含以下3个步骤：步骤1系统设置构造5G
‑
ATG场景，将SDN控制器作为用户认证、授权和移动性管理的平台；将ATG作为地面基站与SDN控制器有线连接；将CPE作为位于民航机舱内为机舱用户提供数据服务的机载设备与ATG无线连接；将位于同一民航机舱中的所有CPE作为一个CPE群组，大小设置为n，CPE
i
为群成员节点，CPE1为组长节点；选择大素数q，哈希函数H，随机数x；选择随机数sk
SDN
作为SDN控制器的主私钥，pk
SDN
作为主公钥，其中并公开{q，θ，H，Pk
SDN
}；步骤2实体注册包括5G
‑
ATG场景中每个ATG基站和每个CPE的注册；每个ATG和CPE通过安全信道发送其身份标识给SDN控制器；SDN控制器为ATG生成私钥a
i
，公钥SDN控制器为CPE生成私钥c
i
，公钥步骤3群组认证与密钥协商CPE群组接入5G
‑
ATG网络时，CPE群组通过SDN控制器进行身份认证，并借助SDN控制器建立CPE群组与ATG之间的会话密钥。2.根据权利要求1所述的一种适用于5G
‑
ATG场景的群组认证方法，其特征在于，所述步骤2中SDN控制器为ATG生成私钥a
i
，公钥为：SDN控制器为ATG选择随机数作为私钥，然后计算切比雪夫多项式作为ATG的公钥，并将a
i
，通过安全信道发送给ATG；SDN控制器为CPE生成私钥为：SDN控制器为CPE选择随机数作为私钥，然后计算切比雪夫多项式作为CPE的公钥，并将c
i
，通过安全信道发送给CPE，为了保证安全，CPE可将公私钥对置于安全设备中。3.根据权利要求1所述的一种适用于5G
‑
ATG场景的群组认证方法，其特征在于，步骤3群组认证与密钥协商，具体步骤如下：(3.1)民航机舱即将接入ATG基站时，CPE群组的组长节点CPE1广播群组认证请求消息告知所有群成员进行组认证过程；(3.2)CPE群组成员CPE
i
收到步骤(3.1)组认证请求消息后，利用随机数x
i
，自身的私钥c
i
、SDN的公钥pk
SDN
，构造切比雪夫多项式X
i
，密钥K1，K2，进一步构造认证信息m
i
，消息认证码t
i
，加密信息E
1i
。并发送组认证响应(X
i
，E
1i
，t
i
)给组长CPE1；(3.3)组长节点CPE1收到步骤(3.2)的组认证响应后，执行与CPE
i
进行相同的计算，利用收到的消息计算具有检测功能的聚合消息认证码T，构造(E
1i
，X
i
)，i＝1，2，...，n，并发送组身份认证请求给相应的ATG基站；(3.4)A T G基站收到步骤(3.3)组身份认证请求后，转发请求给SDN控制器；
(3.5)SDN控制器收到步骤(3.4)的转发请求后，利用自身的sk
SDN
，CPE的公钥构造密钥K
′1，K
′2，解密E
1i
，验证T；若验证不通过，则说明存在无效信息或恶意用户，并告知CPE群组无效成员列表；若验证通过，选择随机数y
i
，计算切比雪夫多项式Y
i
，构造会话密钥K1‑
i
，验证消息MAC1，MAC2。通过已经提前建立好的安全信道发送组身份认证响应给ATG基站，其中m
′
是关于此次认证的说明；(3.6)ATG基站收到步骤(3.5)的组身份认证响应后，储存K1‑
i
作为会话密钥，验证MAC2是否与H(ID
ATG
，Y
i
，m
′
，MAC1)相等，若验证成功转发基站组身份认证响应(MAC2...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚涛，田格格，张骞允，蔡开泉，赵亮，熊科宇，刘雨辰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。