[發(fā)明專利]一種基于量子通信網(wǎng)絡(luò)的改進型AKA身份認(rèn)證系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810229041.6
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108599925B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 富堯;鐘一民;余秋煒
• 申請（專利權(quán)）人: 如般量子科技有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/32;H04L9/40
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 解明鎧;劉靜靜

1.一種基于量子通信網(wǎng)絡(luò)的改進型AKA身份認(rèn)證方法，實施在配置有量子密鑰卡的請求方，其特征在于，鑒權(quán)方包括位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)且可進行站間加密通信的第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站和第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站，其中第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站與所述量子密鑰卡直接通信，第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站與所述量子密鑰卡之間配置有對稱密鑰池；

所述基于量子通信網(wǎng)絡(luò)的改進型AKA身份認(rèn)證方法包括：

向作為鑒權(quán)方的第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站發(fā)送密文M1形式的鑒權(quán)請求，所述密文M1由量子密鑰卡通過鑒權(quán)密鑰生成，所述鑒權(quán)密鑰按預(yù)定的生存周期進行更新，所述鑒權(quán)請求中帶有第一隨機數(shù)、協(xié)商密鑰的長度L_C和L_I、協(xié)商密鑰的使用算法標(biāo)識ID_CK和ID_IK，以及根據(jù)第一隨機數(shù)計算得到的消息認(rèn)證碼，且所述鑒權(quán)請求經(jīng)由第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站轉(zhuǎn)發(fā)至第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站，其中，協(xié)商密鑰包括消息加密密鑰CK和消息認(rèn)證密鑰IK，消息加密密鑰CK的密鑰長度為L_C，消息加密算法為ID_CK，消息認(rèn)證密鑰IK的密鑰長度為L_I，消息認(rèn)證算法為ID_IK；

接收來自第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站的密文M2形式的提問消息，所述密文M2的來源方式為：

第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站生成認(rèn)證向量并發(fā)送至第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站，所述認(rèn)證向量中包含有協(xié)商密鑰，所述協(xié)商密鑰包括：

消息加密密鑰CK＝f4(K，N1)；

消息認(rèn)證密鑰IK＝f5(K，N2)；

式中：

f4和f5為密鑰生成算法；

N1為根據(jù)指針地址P_C在己方的對稱密鑰池中取得的密鑰種子，且長度為L_C；

N2為根據(jù)指針地址P_I在己方的對稱密鑰池中取得的密鑰種子，且長度為L_I；

消息加密密鑰CK的指針地址P_C：P_C＝f2(K，RAND2，P_A)；

消息認(rèn)證密鑰IK的指針地址P_I：P_I＝f3(K，RAND2，P_A)；

式中：

f2和f3為指針地址算法；

K為第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站的完整性密鑰；

RAND2為第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站生成的第二隨機數(shù)；

P_A對稱密鑰池的密鑰池總量；所述認(rèn)證向量中包含有密文M2，所述密文M2包括：

消息密文M2＝f7(KE_Q，AUTN||MAC3)；

其中，消息認(rèn)證碼MAC3＝f6(K，AUTN)；

網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證令牌AUTN＝RAND1||RAND2||KIA；

密鑰協(xié)商碼KIA＝ID_f4||ID_f5||Ts；

式中：

f6為消息認(rèn)證算法ID_IK，f7為消息加密算法ID_CK；

ID_f4和ID_f5分別為CK和IK的生成算法ID；

K為第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站的完整性密鑰；

KE_Q為第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站的保密性密鑰；

Ts為時間戳；

RAND1為第一隨機數(shù)；

利用所述第一隨機數(shù)對所述提問消息進行驗證，驗證通過后利用密文M2并采用與所述第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站相應(yīng)的方法生成協(xié)商密鑰；

生成密文M3形式的應(yīng)答消息并發(fā)送至所述第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站，所述密文M3由量子密鑰卡通過協(xié)商密鑰生成，所述應(yīng)答消息中包括第三隨機數(shù)以及認(rèn)證應(yīng)答；

接收來自第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站的密文M4形式的返回消息，所述密文M4由第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站通過協(xié)商密鑰生成，所述第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站的協(xié)商密鑰來自所述第二量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站的認(rèn)證向量，所述返回消息為第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站響應(yīng)于所述應(yīng)答消息而生成，且所述第三隨機數(shù)作為返回消息中第一量子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)站對所述認(rèn)證應(yīng)答進行認(rèn)證的成功標(biāo)識；

檢驗所述返回消息，通過返回消息中的第三隨機數(shù)確認(rèn)鑒權(quán)結(jié)果。