[發(fā)明專利]用于安全地傳輸消息的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980156532.1
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN102318385A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.法爾克;H-J.霍夫
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H04W12/06
• 分類號: H04W12/06;H04L29/06;H04B7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于安全地將消息從發(fā)射單元傳輸?shù)浇邮諉卧⒂绕涫峭ㄟ^接收天線陣列接收消息的接收單元的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在無線通信領(lǐng)域中，使用MIMO（多輸入多輸出（Multiple?Input?Multiple?Output））表示使用多個天線或發(fā)射節(jié)點用于發(fā)射以及使用多個天線或接收節(jié)點用于接收數(shù)據(jù)。在此，這些天線或節(jié)點分別形成天線陣列。發(fā)射機側(cè)的天線陣列稱為發(fā)射天線陣列，接收機側(cè)的天線陣列稱為接收機天線陣列。這種信號傳輸在無線通信系統(tǒng)中被使用，以便充分利用多徑傳播并且因此限制信號衰落的影響。當多個獨立的實體（Instanzen）或節(jié)點形成用于發(fā)射或接收數(shù)據(jù)或消息的天線陣列時，談及協(xié)作式MIMO。在協(xié)作式MIMO的情況下與安裝在唯一的實體中的天線陣列不同，每個天線都由獨立的節(jié)點形成、例如傳感器節(jié)點。

在協(xié)作式MIMO的情況下，已經(jīng)從發(fā)射單元獲得消息的多個實體或發(fā)射節(jié)點將所述數(shù)據(jù)發(fā)射給接收天線陣列。該接收天線陣列同樣包含多個節(jié)點，這些節(jié)點接收所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并且將所述數(shù)據(jù)提供給接收單元，所述接收單元從中重建（rekonstruieren）原始發(fā)射的消息。

在協(xié)作式MIMO方法的情況下，可以使用不同的技術(shù)來將數(shù)據(jù)以小的差錯率從發(fā)射天線陣列傳輸給接收天線陣列。

可能的是，發(fā)射天線陣列的實體或發(fā)射節(jié)點發(fā)射相同的數(shù)據(jù)。接收天線陣列的接收節(jié)點盡可能地分別從所接收的數(shù)據(jù)中構(gòu)造原始使用的數(shù)據(jù)或嘗試再次制造所述數(shù)據(jù)，例如借助于耙式（Rake）濾波器。接收天線陣列的接收節(jié)點將這些所重建的數(shù)據(jù)傳送給本來的接收單元，其例如通過多數(shù)判決來重建原始消息。也可以將該行動方式稱為多次（mehrfach）執(zhí)行的MISO（多輸入單輸出（Multiple?Input?Single?Output））方法。

可替代地，發(fā)射天線陣列的發(fā)射節(jié)點或?qū)嶓w可以分別發(fā)射不同的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)是來源于發(fā)射單元的輸出數(shù)據(jù)或原始消息的特定編碼的結(jié)果。由接收天線陣列的實體或接收節(jié)點接收的數(shù)據(jù)是所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的混合。所述數(shù)據(jù)從接收天線陣列的接收節(jié)點被轉(zhuǎn)發(fā)給接收單元，該接收單元然后從所有接收節(jié)點的所接收的數(shù)據(jù)中重建原始消息。在這種行動方式的情況下，接收天線陣列的各個實體或接收節(jié)點可以不進行原始發(fā)射的數(shù)據(jù)的重建。

另一公知的傳輸技術(shù)是所謂的MISO方法。在MISO（多輸入單輸出）的情況下，如在上述MIMO方法的情況下那樣，使用多個天線來發(fā)射消息。但是在MISO的情況下，使用僅僅一個天線用于接收。

在常規(guī)的協(xié)作式MIMO傳輸方法的情況下，發(fā)射天線陣列的實體或發(fā)射節(jié)點轉(zhuǎn)交數(shù)據(jù)，而不事先檢查所述數(shù)據(jù)是否源自有權(quán)利的發(fā)射單元。接收天線陣列的實體或接收節(jié)點也不檢查地將所接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給消息的給定的接收單元。因此，在接收側(cè)和發(fā)射機側(cè)都不進行數(shù)據(jù)發(fā)射方的鑒權(quán)。因此，在該常規(guī)行動方式的情況下，所獲得的數(shù)據(jù)必須被處理，以便重建原始發(fā)射的消息并且接著基于經(jīng)重建的消息鑒權(quán)消息的發(fā)射方。因此，只有在消息已經(jīng)在接收機側(cè)被重建以后才鑒權(quán)消息的發(fā)射方。

攻擊者可能利用該行動方式未被發(fā)覺地混入數(shù)據(jù)分組或消息。此外，攻擊者可以不必要地給中間節(jié)點或接收節(jié)點以及接收單元加重負荷，例如在接收側(cè)提高計算耗費。對接收機側(cè)的該不期望的負荷可能導(dǎo)致對來自接收機側(cè)的通信資源的不受歡迎的利用，例如導(dǎo)致參與節(jié)點的提高的電流消耗。尤其是在電池運行的節(jié)點、例如接收天線陣列的接收節(jié)點的情況下，由此可能由攻擊者降低運行持續(xù)時間。因此，在用于傳輸數(shù)據(jù)的常規(guī)處理方法的情況下攻擊者不僅可以執(zhí)行拒絕服務(wù)攻擊（Denial-of-Service-Angriff），而且可以導(dǎo)致自己的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供用于相對于這樣的攻擊而言安全的用于將消息從發(fā)射單元傳輸?shù)浇邮諉卧姆椒ê脱b置。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過具有在權(quán)利要求1中給定的特征的方法來解決。

本發(fā)明提供一種用于安全地將消息從發(fā)射單元傳輸?shù)浇邮諉卧姆椒ǎ哂胁襟E：

（a）將由發(fā)射單元發(fā)出的消息發(fā)射給接收天線陣列，該接收天線陣列具有多個接收節(jié)點；以及

（b）在經(jīng)驗證的消息由相應(yīng)的接收節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)給接收單元以前，由接收天線陣列的接收節(jié)點將所接收的消息驗證為源自經(jīng)授權(quán)的發(fā)射單元。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施方式中，由發(fā)射單元發(fā)出的消息由具有多個發(fā)射節(jié)點的發(fā)射天線陣列發(fā)射給接收天線陣列。