[发明专利]用于无线移动网络认证的系统和方法

说明书

技术领域

本发明关于一种在无线通信系统中使用认证和密钥协定，且特别是关于一种在无线通信系统中用于在移动中继站、基站与认证服务器之间的相互认证的群认证和密钥协定方法。

背景技术

根据预定协定操作的无线通信〔例如无线保真度(Wireless Fidelity，Wi-Fi)和宽频无线存取〕正在全世界范围内越来越普遍用于构建区域网络。无线媒体的优点包含能够到达广阔的地理区域而无需昂贵的基础设施发展(例如布设电缆)的能力。对于广域网来说，宽频无线存取工业由IEEE标准802.16引导，其具有无线都会区域网络(Wireless Metropolitan AreaNetwork，WirelessMAN)空中介面。WirelessMAN介面提供针对电缆存取网络〔例如数字订户线(digital subscriber line，DSL)〕的替代物。IEEE标准802.16的当前版本是IEEE标准802.16e-2005，其通过向IEEE标准802.16d-2004添加移动性能力来对其进行修正。

当前正在开发的IEEE标准802.16j引入新组件，此新组件称为“中继站(Relay Station，RS)”来作为对基站(Base Station，BS)和订户站(Subscriber station，SS)之间的增加部分。IEEE标准802.16j目的在于在BS社区内经由RS而支援多跳(multi-hop)传输，且因此向用户提供网络中的处理量增强和覆盖延伸。RS可经部署为固定RS(Fixed RS，FRS)、游动RS(Nomadic RS，NRS)和/或移动RS(Mobile RS，MRS)。FRS覆盖户外固定基础设施和/或内建覆盖延伸；NRS经开发以在大量人群聚集或发生灾难的情况下用于暂时覆盖；且MRS安装在移动车辆(例如公用汽车或火车)上。MRS经由无线链路连接到BS或FRS，且充当FRS以向装载在移动车辆上的SS提供固定存取链路。

IEEE标准802.16e支援两种截然不同的认证协定，即RSA协定和扩展认证协定(Extensible Authentication Protocol，EAP)。RSA认证协议利用X.509数字证书和RSA公用密钥加密演算法，所述加密演算法将公用RSA加密密钥结合到SS的媒体存取控制(Media Access Control，MAC)位址。一般来说，FRS和NRS采用RSA认证协定来进行相互认证程序且建立认证密钥。

举例来说，FRS通过向其服务BS发送认证信息信息来开始RSA认证。认证信息含有FRS的X.509证书，且提供使得BS认识其用户端FRS的证书的机制。FRS进一步在发送认证信息信息的后立即向其服务BS发送认证请求信息。这是对认证密钥(authentication key，AK)以及识别SS经授权以参与的任何安全关联(security association，SA)的安全关联识别(securityassociation identification，SAID)的请求。所述发送到服务BS的认证请求信息包含：X.509证书、密码演算法的描述和基本连接识别。响应于所述认证请求信息，服务BS经由X.509数字证书使请求FRS的身分有效，确定其与所述FRS共用的加密演算法和协定支援，启动用于FRS的认证密钥(AK)，用FRS的公用密钥对其进行加密，且在认证回复信息中将其发送回FRS。所述认证回复信息包含：AK、序列编号、密钥使用期限和安全关联识别。