[发明专利]一种轻量级的节点、网关双向身份认证方法

权利要求书

1.一种轻量级的节点、网关双向身份认证方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

A、节点注册；B、节点认证；C、网关广播源认证。

2.根据权利要求1所述的轻量级的节点、网关双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1、节点向网关发送注册请求包；

A2、网关对收到的注册请求包进行解析，验证注册请求包的MAC，若验证不通过，则丢弃该注册请求包，若验证通过，则发送注册响应包给节点。

3.根据权利要求2所述的轻量级的节点、网关双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、网关向通过注册的节点发送随机数，并存储该随机数与对应节点号；

B2、节点收到与自己对应的所述随机数后，生成认证请求包，发送给网关；

B3、网关接收认证请求包，根据节点号取出与其对应的随机数，将其与认证请求包中数据异或，并使用对应的MAC算法验证MAC，若验证通过，则网关发送认证响应包给节点，否则认证失败，节点超时会发起重新认证。

4.根据权利要求3所述的轻量级的节点、网关双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

C1、节点与网关预制工作：网关生成一系列Si和深度为3的完全二叉Merkle树；为每个节点i编号，满足：当i为父亲节点时，其左孩子节点为2i，右孩子节点为2i+1，树的根节点编号为1；节点间hash值关系满足：当i为叶子节点时，Ki=hash(Si)；当i不为叶子节点时，其必存在左、右孩子K2i、K2i+1，满足每个传感器节点预置K1和hash散列算法；网关保存Si和Merkle树；

C2、网关发送广播源认证包；

C3、节点收到广播源认证包后进行如下计算：

验证其结果与节点自身存储的K1是否相等，若相等，则认证成功。

5.根据权利要求4所述的轻量级的节点、网关双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤A1具体包括：节点向网关发送注册请求包，其过程如下：

一、节点UART驱动程序按照与网关协商好的数据格式，将认证算法标志位(1B)、NodeID(2B)、保留位(1B)、保留位(4B)共8B与随机数进行异或后输入到LKT4200中，其中，注册阶段的上行包随机数N恒等于0；

二、LKT4200接收所述8B数据，进行如下计算生成MAC(4B):

(4B，注册阶段N=0)]

三、节点UART驱动程序将13B数据打包封装为注册请求包，发送至网关。

6.根据权利要求5所述的轻量级的节点、网关双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤A2具体包括：网关对收到的注册请求包进行解析，根据注册请求包的数据包说明，判断该数据包为注册请求包，根据注册请求包的算法标志位，判断生成MAC所用的轻量级算法，从而验证注册请求包的MAC，若验证不通过，则丢弃该注册请求包，若验证通过，则发送注册响应包给节点。

7.根据权利要求2至6之一所述的轻量级的节点、网关双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤B3具体包括：网关接收认证请求包，根据节点号取出与其对应的随机数，将其与认证请求包中前8字节数据异或，并根据算法标志位使用对应的MAC算法验证MAC，若验证通过，则网关发送认证响应包给节点，否则认证失败，节点超时会发起重新认证。