[发明专利]填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法

权利要求书

1.填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于包括以下步骤：

1)初始化：用户站和基站使用共同的16比特的随机加密参数和128比特的密钥加密密钥，由密钥导出算法导出控制信息加密密钥、业务数据加密密钥和加密方式；

2)基站向用户站周期性地发送广播消息，用户站解析广播消息，得到基站的MAC地址等信息；当用户站鉴权基站合法时，自动生成注册鉴权请求消息，若信息长度不足传输数据块的最大长度，则使用填充算法计算出填充序列后补足到该数据块的末尾，再使用控制信息加密密钥和相应的加密方式加密该信息，通过公共控制信道传递给基站；

3)基站收到用户站的注册鉴权请求消息后，通过公共信道的控制信息加密密钥、加密方式和填充算法解析出该信息，发送注册鉴权请求信息给注册鉴权模块，注册鉴权模块从数据库中检索对应的用户站的MAC地址，若没找到，则认为该用户站不合法；反之，认为合法；不论用户站是否合法注册鉴权模块都要生成注册鉴权确认消息给基站；基站根据来自注册鉴权模块的注册鉴权确认信息生成不同的注册鉴权回复信息，经过加密后，通过公共控制信道传递到用户站；

4)用户站利用公共信道的控制信息加密密钥、加密方式和填充算法解析来自基站的注册鉴权回复信息，首先读取允许注册的标志位，若有效，则从该消息中抽取出用户站的网络临时号号、加密随机参数、基站的MAC地址，导入到密钥生成算法得到相应的控制信息加密密钥，业务信息加密密钥和加密方式；反之，不做任何处理同时关闭周期注册定时器等待新的小区配置广播信息；

5)在周期注册时，基站会根据密钥计时器对密钥进行周期性的更新，当更新密钥信息部能及时传递给用户站时，基站仍可以使用旧的密钥信息来解密用户站的信息，只有当基站能用备用的密钥信息正确解密信息的时候，才替代正在使用的密钥信息，从而保证在没有握手机制的条件下，进行密钥信息的同步更新；

6)使用推导出来的控制信息加密密钥、随机加密参数和加密方式对控制信息进行加密，使用业务数据加密密钥高级加密标准算法算法对业务数据进行加密。

2.如权利要求1所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述基站和用户站发送的所有消息都是经过加密的，包括广播消息、注册鉴权请求消息、注册确认消息。

3.如权利要求1或2所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述广播消息包括基站MAC地址、配置信息内容和资源调度信息。

4.如权利要求1所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述基站和用户站由共同的16比特的随机加密参数和128比特的密钥加密密钥通过密钥导出算法计算出控制信息加密密钥、业务数据加密密钥和加密方式这三个参数，加密密钥的协商由基站和用户站使用算法分别计算出来。

5.如权利要求1所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述基站和用户站发送的控制信息长度未达到传输数据块长度时，使用填充序列算法生成填充比特串，补足到控制信息的尾部。

6.如权利要求1所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述基站使用三套密钥解析来自用户站的消息，一个是当前使用的密钥，一个是备用的密钥，一个是初始化的密钥；若当前使用的密钥解析错误，则用备用的密钥解析；若备用密钥可以正确解析，则用备用密钥替换当前使用的密钥。

7.如权利要求1所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述基站周期性的发送加密之后的广播包给用户站，用户站解析广播包后更新关于基站的相关参数，并根据当前的注册状态判断是否发起注册请求。

8.如权利要求1所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于用户站的注册鉴权请求消息中包含用户站的MAC地址、用户站注册时所处状态标志和当前所处的基站的MAC地址。

9.如权利要求1所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述基站收到用户站的注册请求信息之后，发送一个验证用户站合法性的请求消息给注册鉴权模块，由注册鉴权模块判断用户站是否合法。

10.如权利要求9所述的填充序列长度可变的无线媒体接入层鉴权和密钥协商方法，其特征在于所述注册鉴权模块是一台专门的认证服务器，认证服务器查询数据库中请求注册用户站的记录，若不存在，则认为该用户站非法，拒绝其注册；若用户站合法，则返回一个合法的响应信息；验证用户站合法性的请求消息包括基站的MAC地址、用户站的MAC地址；基站发送给用户站的注册鉴权请求消息包含用户站的MAC地址、是否允许注册标志、随机加密参数、用户站的网络临时号号、基站的MAC地址。