[發(fā)明專利]基于認(rèn)證加密和組密鑰的片上網(wǎng)絡(luò)安全域構(gòu)建方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110821321.8
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113722750A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華屹峰;張穎;陳鑫;毛志明;姚嘉祺;楊濟(jì)中
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F21/60;G06F21/44
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

1.基于認(rèn)證加密和組密鑰的片上網(wǎng)絡(luò)安全域構(gòu)建方法，其特征在于，

為安全域每個成員分配路由器編號、計算組密鑰所需的參數(shù)、成員類型標(biāo)志位以及組密鑰計算階段將各成員組織成閉環(huán)時對應(yīng)的編號，所述成員類型標(biāo)志位為連續(xù)安全域成員或非連續(xù)安全域的內(nèi)部成員或非連續(xù)安全域的邊界成員；

對連續(xù)安全域成員和非連續(xù)安全域的內(nèi)部成員接收的數(shù)據(jù)包的包頭切片進(jìn)行消息摘要處理，將消息摘要與接收的原始數(shù)據(jù)包打包成新的數(shù)據(jù)包后發(fā)送；

對非連續(xù)安全域的邊界成員進(jìn)行共享密鑰的計算和傳輸?shù)玫浇M密鑰，對非連續(xù)安全域的邊界成員接收的數(shù)據(jù)包的包頭切片進(jìn)行消息摘要處理，將消息摘要與接收的原始數(shù)據(jù)包打包成新的數(shù)據(jù)包，使用組密鑰對新的數(shù)據(jù)包加密后發(fā)送；

記錄所述新的數(shù)據(jù)包傳輸至接收端過程中的路徑信息字段與生存時間，丟棄生存時間超出預(yù)設(shè)值的新的數(shù)據(jù)包；

對于連續(xù)安全域和非連續(xù)安全域的內(nèi)部成員傳輸至接收端的新的數(shù)據(jù)包，新的數(shù)據(jù)包滿足生存時間預(yù)設(shè)值要求時，比對路徑信息字段與安全路徑信息，比對結(jié)果一致時，對新的數(shù)據(jù)包的頭切片進(jìn)行信息摘要處理，比對結(jié)果不一致時，丟棄新的數(shù)據(jù)包并上傳重新配置發(fā)射端路由表的路徑信息，所述安全路徑信息由為安全域各成員分配的路由器編號組成；

對于非連續(xù)安全域的邊界成員傳輸至接收端的新的數(shù)據(jù)包，利用組密鑰對新的數(shù)據(jù)包進(jìn)行對稱解密，對解密后得到原始數(shù)據(jù)包的頭切片進(jìn)行消息摘要處理；

比對接收端發(fā)送的數(shù)據(jù)包的消息摘要和接收端得到的消息摘要處理結(jié)果，比對結(jié)果相同時表示通信安全，比對結(jié)果不同時丟棄此次接收的新的數(shù)據(jù)包。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于認(rèn)證加密和組密鑰的片上網(wǎng)絡(luò)安全域構(gòu)建方法，其特征在于，所述非連續(xù)安全域邊界成員為至少與一個非安全域成員在物理位置上連續(xù)的非連續(xù)安全域成員，所述非連續(xù)安全域的內(nèi)部成員為除去非連續(xù)安全域的邊界成員之外的非連續(xù)安全域成員，所述連續(xù)安全域成員為物理位置上連續(xù)的安全域成員。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于認(rèn)證加密和組密鑰的片上網(wǎng)絡(luò)安全域構(gòu)建方法，其特征在于，采用sha256算法對數(shù)據(jù)包的頭切片做消息摘要處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于認(rèn)證加密和組密鑰的片上網(wǎng)絡(luò)安全域構(gòu)建方法，其特征在于，采用蒙哥馬利算法共享密鑰計算，照多方迪菲赫爾曼組密鑰協(xié)議多輪傳輸共享密鑰得到組密鑰。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于認(rèn)證加密和組密鑰的片上網(wǎng)絡(luò)安全域構(gòu)建方法，其特征在于，記錄所述新的數(shù)據(jù)包傳輸至接收端過程中的路徑信息字段與生存時間的方法為：所述新的數(shù)據(jù)包傳輸經(jīng)過任意路由器時，將本地路由器編號寫入數(shù)據(jù)包中的路徑信息字段并將生存時間計算字段加一。

6.權(quán)利要求1所述基于認(rèn)證加密和組密鑰的片上網(wǎng)絡(luò)安全域構(gòu)建方法通過路由器內(nèi)置的安全網(wǎng)絡(luò)接口模塊實現(xiàn)，所述安全網(wǎng)絡(luò)接口模塊包括：

安全路徑信息存儲區(qū)，用于緩存為安全域各成員分配的路由器編號；

組密鑰計算模塊，按照多方迪菲赫爾曼組密鑰協(xié)議多輪傳輸蒙哥馬利算法模塊輸出的共享密鑰，輸出組密鑰；

對稱解密模塊，利用組密鑰對非連續(xù)安全域的邊界成員傳輸至接收端的新的數(shù)據(jù)包進(jìn)行對稱解密，輸出原始數(shù)據(jù)包；

數(shù)據(jù)包打包模塊，將消息摘要與接收的原始數(shù)據(jù)包打包成新的數(shù)據(jù)包；

哈希函數(shù)sha256模塊，對數(shù)據(jù)包的頭切片做消息摘要處理，將處理得到的數(shù)字簽名作為消息摘要；及，

蒙哥馬利算法模塊，根據(jù)非連續(xù)安全域的邊界成員分配得到的計算組密鑰所需的參數(shù)，采用蒙哥馬利算法計算共享密鑰。