基于信关站的卫星网络匿名认证方法技术

本发明专利技术提供一种基于信关站的卫星网络匿名认证方法，传统的卫星网络认证方法都采用网络控制中心NCC对用户进行授权认证，为了降低网络控制中心NCC的认证计算量，本发明专利技术将授权认证功能转移到信关站G，减轻了网络控制中心NCC的负担，本发明专利技术在认证过程中采用了消息认证码MAC，实现了用户的匿名认证，保护了用户的隐私，本发明专利技术在实现卫星网络对用户的安全认证后，完成了用户对卫星网络的安全认证，达到了双向认证的目的，进一步提高网络的安全性。本发明专利技术的认证方法主要分为两个阶段，即注册阶段与认证阶段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于信关站的卫星网络匿名认证方法，实现用户与卫星网络的双向认证，进一步提高网络的安全性，属于卫星通信

技术介绍
由于卫星网络信道的开放性，卫星网络的安全性问题不容忽视，特别是在军事和商业应用中安全问题至关重要。虽然卫星通信技术已经相对比较成熟，但其中的安全防护技术仍处于理论探索和试验阶段，仍然需要进行大量的研究工作。如何构建可信的卫星网络，如何实现保密通信，如何确认业务参与方的身份信息，这些安全问题是我们在构建卫星网络时必须考虑和解决的。用户通过卫星通信系统的认证，可接入系统并获取服务。如果系统未采取较高强度的认证机制，非法用户就可以通过协议攻击来接入，从而非法获取服务或破坏系统，所以实现用户终端和卫星通信系统之间的双向认证，确保信息来自合法用户，可有效地避免攻击者通过假冒终端和卫星来实施欺骗。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于信关站的卫星网络匿名认证方法，传统的卫星网络认证方法都采用网络控制中心(NetworkControlCenter，NCC)对用户进行授权认证，为了降低NCC的认证计算量，将授权认证功能转移到信关站(Gateway，G)；本专利技术在认证过程中采用了消息认证码(MessageAuthenticationCode，MAC)，实现了用户的匿名认证，保护了用户的隐私；本专利技术在实现卫星对用户安全认证的同时，完成用户对卫星的认证，达到了双向认证的目的，进一步提高网络的安全性。本专利技术提供的基于信关站的卫星网络匿名认证方法，传统卫星网络认证方法的基础上，将授权认证功能转移到信关站，大大降低了网络控制中心NCC的认证计算量，在认证过程中采用了消息认证码，实现了用户的匿名认证，保护了用户的隐私；本专利技术在实现卫星对用户安全认证的同时，完成用户对卫星的认证，达到了双向认证的目的，是一种安全有效的认证方法，本专利技术的认证方法主要分为两个阶段，即注册阶段与认证阶段。注册阶段：用户U发送自己的身份编号IDU给网络控制中心NCC，网络控制中心NCC计算密钥key＝h(IDU||m)作为用户U的密钥，并为用户U提供一个临时身份TIDU，最后计算V＝IDU⊕h(TIDU||m)，其中，m为网络控制中心NCC永久性私钥；注册完成之后，用户U保存的信息为[IDU，TIDU，key]，注册信关站保存一个验证表{TIDU，V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信关站的卫星网络匿名认证方法，其特征在于：包括注册阶段和认证阶段；注册阶段：用户U发送自己的身份编号IDU给网络控制中心NCC，网络控制中心NCC计算密钥key＝h(IDU||m)作为用户U的密钥，并为用户U提供一个临时身份TIDU，最后计算V＝IDU⊕h(TIDU||m)，其中，m为网络控制中心NCC永久性私钥；注册完成之后，用户U保存的信息为[IDU，TIDU，key]，注册信关站保存一个验证表{TIDU，V}和网络控制中心NCC私钥m，网络控制中心NCC保存信息[TIDU，IDU，IDG’，IDSAT]，其中IDG’和IDSAT分别表示注册信关站G’和卫星SAT的身份编号；认证阶段：步骤1：用户U生成会话密钥sk＝h(key，TIDU)和消息认证码macu＝MACkey(IDU，sk)，并发送消息[TIDU，macu]给接入卫星；步骤2：卫星SAT接收到用户U发来的消息后，加入自己的身份编号IDSAT，发送消息[TIDU，macu，IDSAT]给信关站G；步骤3：信关站G收到卫星SAT发来的消息后，首先检查卫星编号IDSAT是否合法，如果合法，信关站G通过TIDU在验证表中检查用户U的身份信息，如果找到相对应的用户信息，则转入步骤6，否则信关站G通过安全信道发送消息[IDG，TIDU]给网络控制中心NCC，其中IDG为信关站G的身份编号；步骤4：网络控制中心NCC在收到信关站G发来的消息[IDG，TIDU]后，通过TIDU查找用户注册信息[TIDU，IDU，IDG’，IDSAT]，查找用户U的注册信关站G’，如果网络控制中心NCC没有找到相应用户信息，则通知信关站G此用户为非法用户，认证失败；否则，通过找到的IDG’找到相应的注册信关站G’，并在注册信关站G’的验证表中找到TIDU想对应的V，然后通过安全信道将用来认证用户的V转移到信关站G；步骤5：信关站G收到由注册信关站G’通过安全信道发来的用户认证消息{TIDU，V}，并且将此消息保存；步骤6：信关站G利用接收到的TIDU计算h(TIDU，m)，然后计算V⊕h(TIDU，m)得到IDU’，分别计算密钥key’＝h(IDU’，m)，会话密钥sk’＝h(key’，TIDU)，消息认证码macu’＝MACkey(IDU’，sk’)，检查计算得到的macu’与接收到的macu是否相等，如果相等，则完成了对用户的身份认证，并且会话密钥确定，否则认证失败；如果认证成功，则信关站G先通知网络控制中心NCC该用户身份认证成功，NCC产生一个新的临时身份编号TIDUnew替换原来的TIDU，并将TIDUnew发送给信关站G，信关站收到之后，将验证表中的TIDU替换为TIDUnew。并计算c＝h(sk’)⊕TIDUnew和macG＝MACsk’(TIDUnew)，然后发送消息[c，macG，IDSAT]给接入卫星；步骤7：卫星将macG和c转发给用户U，用户U收到之后，计算注册认证码macG’＝MACsk’(TIDUnew’)，其中TIDUnew’＝c⊕sk＝h(sk’)⊕TIDUnew，比较计算得到的macG’和接收到的macG是否相等，如果相等，则本次接入认证成功，且下次认证用TIDUnew进行认证。...

【技术特征摘要】
1.一种基于信关站的卫星网络匿名认证方法，其特征在于：包括注册阶段
和认证阶段；
注册阶段：
用户U发送自己的身份编号IDU给网络控制中心NCC，网络控制中心NCC
计算密钥key＝h(IDU||m)作为用户U的密钥，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙力娟，陈思雨，王汝传，韩崇，周剑，肖甫，郭剑，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32