[發(fā)明專利]一種三段式安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立和保密通信方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010195724.8
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN101854244A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐵滿霞;曹軍;李琴;葛莉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安西電捷通無線網(wǎng)絡(luò)通信股份有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L12/18;H04L12/56
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種三段式安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立和保密通信方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

有線局域網(wǎng)一般為廣播型網(wǎng)絡(luò)，一個節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)，其他節(jié)點(diǎn)都能收到。網(wǎng)絡(luò)上的各個節(jié)點(diǎn)共享信道，這給網(wǎng)絡(luò)帶來了極大的安全隱患。攻擊者只要接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)聽，就可以捕獲網(wǎng)絡(luò)上所有的數(shù)據(jù)包，從而竊取關(guān)鍵信息。

現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?15629.3(對應(yīng)IEEE?802.3或ISO/IEC?8802-3)定義的局域網(wǎng)LAN并不提供數(shù)據(jù)保密方法。在國際研究領(lǐng)域里，IEEE所制定的IEEE802.1AE標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)以太網(wǎng)提供數(shù)據(jù)加密協(xié)議，并采用逐跳加密的安全措施來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的安全傳達(dá)。這種安全措施給局域網(wǎng)中的交換設(shè)備帶來了巨大的計(jì)算負(fù)擔(dān)，容易引發(fā)攻擊者對交換設(shè)備的攻擊；且數(shù)據(jù)包從發(fā)送節(jié)點(diǎn)傳遞到目的節(jié)點(diǎn)的延時也會增大，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。

有線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，涉及到的節(jié)點(diǎn)(這里，終端和交換設(shè)備被統(tǒng)稱為節(jié)點(diǎn))數(shù)目也比較多，因此網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信比較復(fù)雜。如果為局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間分配靜態(tài)的密鑰對來建立節(jié)點(diǎn)間會話密鑰，其分配和更新過程極為復(fù)雜。因此，靜態(tài)密鑰對的方式并不適合建立節(jié)點(diǎn)間會話密鑰。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種三段式安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立和保密通信方法及其系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有局域網(wǎng)所存在的安全隱患，在保證保密通信的同時，盡量減少局域網(wǎng)交換設(shè)備的計(jì)算負(fù)擔(dān)，降低數(shù)據(jù)傳輸延時。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種三段式安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立方法和保密通信方法，其特殊之處在于：該方法包括以下步驟：

1)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)身份合法的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；

1.1)鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)；

1.2)節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行身份鑒別和共享密鑰協(xié)商；

2)構(gòu)造安全的交換設(shè)備架構(gòu)：建立交換設(shè)備兩兩之間的共享密鑰；

上述步驟1.1)的具體步驟如下：

1.1.1)新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后，主動將“鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)請求分組”以組播形式進(jìn)行發(fā)送；

1.1.2)網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)在接收到“鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)請求分組”組播消息后，提取新節(jié)點(diǎn)信息，將其加入到自己的“鄰居節(jié)點(diǎn)列表”中，并構(gòu)造“鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)響應(yīng)分組”以單播形式發(fā)送給新節(jié)點(diǎn)；

1.1.3)新節(jié)點(diǎn)在接收到其他節(jié)點(diǎn)響應(yīng)的“鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)響應(yīng)分組”單播消息后，提取響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的信息，將其加入到自己的“鄰居節(jié)點(diǎn)列表”中；完成此次鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)過程。

上述步驟2)之后還包括以下步驟：

3)交換路由探尋：尋找從發(fā)送源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間路由所經(jīng)過的第一個交換設(shè)備和最后一個交換設(shè)備。

4)三段式保密通信過程；

上述步驟3)的具體步驟如下：

3.1)發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source發(fā)送“交換路由探尋請求分組”給目的節(jié)點(diǎn)N_Destination；“交換路由探尋請求分組”中包括發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source已知的發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source到目的節(jié)點(diǎn)N_Destination的交換路由信息；其中發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source到目的節(jié)點(diǎn)N_Destination的交換路由信息為一個標(biāo)識四元組[ID_Source、ID_SW-first、ID_SW-last、ID_Destination]，其中：

ID_Source：表示發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source的標(biāo)識；

ID_SW-first：表示從發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source到目的節(jié)點(diǎn)N_Destination的路由經(jīng)過的第一個交換設(shè)備SW-first的標(biāo)識；

ID_SW-last：表示從發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source到目的節(jié)點(diǎn)N_Destination的路由經(jīng)過的最后一個交換設(shè)備SW-last的標(biāo)識；

ID_Destination：表示目的節(jié)點(diǎn)N_Destination的標(biāo)識；

3.2)目的節(jié)點(diǎn)N_Destination接收到“交換路由探尋請求分組”后，發(fā)送“交換路由探尋響應(yīng)分組”給發(fā)送源節(jié)點(diǎn)N_Source；