[发明专利]使用利用无进位乘法计算的通用哈希函数的消息认证

说明书

技术领域

概括地说，本公开内容涉及无线通信系统。具体地说，本公开内容涉及用于使用利用无进位乘法的通用哈希函数的消息认证的系统和方法。

背景技术

为了提供诸如话音、视频和数据之类的各种通信内容，广泛部署了无线通信系统。这些系统可以是能够支持多个移动设备与一个或多个基站同时通信的多址系统。

为了向无线通信提供额外的安全性，可使用加密技术。加密是为了防止窃听者或黑客读取消息和/或改变消息而对消息进行编码的过程。只有被授权方可使用解密算法来解码经加密的消息。即使有了加密/解密技术，可能需要其它技术来保护消息的完整性和真实性。通过用于认证经加密的消息的改进的方法可实现有益效果。

附图说明

图1示出了具有多个无线设备的无线通信系统；

图2是示出了在发送无线设备和接收无线设备之间的认证过程的框图；

图3是向发送消息提供认证的方法的流程图；

图4是用于认证所接收的消息的方法的流程图；

图5是示出在本系统和方法中使用的128-EIA3模块的框图；

图6是用于使用输入消息(M)计算消息认证码(MAC)的方法的流程图；

图7是示出使用无进位乘法来计算消息认证码(MAC)的框图；

图8示出了在无线通信设备内可包括的某些部件；

图9示出了在基站内可包括的某些部件。

具体实施方式

消息认证可用于无线通信以为无线发送的消息提供完整性和真实性的保证。该消息认证可包括使用通用哈希函数来生成消息认证码(MAC)。通用哈希函数充当(密钥流中的)密钥以认证输入消息。然而，这样的认证可能要求极大数量的机器指令。通过使用无进位乘法来计算通用哈希函数，可极大减少所需的机器指令的数量，从而实现更有效率的工作。继而这可以改善完整性算法的吞吐量。此外，可以以独立于消息比特值的挂钟时间执行使用无进位乘法计算通用哈希函数。

在以下描述中，出于简要和清楚的目的，按照国际电信联盟(ITU)在第三代合作伙伴计划(3GPP)所发布的，使用与LTE标准相关的术语。应注意的是本发明还可应用于其它技术，诸如与码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)之类相关的技术以及相关标准。与不同技术相关的术语可以不同。例如，根据所考虑的技术，无线设备有时可以被称为用户设备、移动台、移动终端、订户单元、接入终端等，这里仅举出几例。同样，基站可有时被称为接入点、NodeB、演进型NodeB等。这里应注意的是不同的术语在适用时可应用于不同技术。

图1示出了具有多个无线设备的无线通信系统100。为了提供诸如声音、数据等等之类的各种通信内容，广泛地部署无线通信系统100。无线设备可以是基站102或无线通信设备104。基站102和无线通信设备104两者都可以被配置为认证经加密的消息(例如为了向所发送的消息提供认证并获得所接收的消息的认证)。在认证期间，可使用无进位乘法来计算通用哈希函数。下面关于图5和图6更详细地讨论使用无进位乘法来计算通用哈希函数。

基站102是与一个或多个无线通信设备104通信的站。基站102还可以被称为接入点、广播发射器、NodeB、演进型NodeB等，并可包括接入点、广播发射器、NodeB、演进型NodeB等的部分或所有的功能。本文中将使用术语“基站”。每个基站102为特定的地理区域提供通信覆盖。基站102可以为一个或多个无线通信设备104提供通信覆盖。根据术语所用的上下文，术语“小区”可指的是基站102和/或其覆盖区域。

可通过无线链路上的传输来实现无线系统中的通信(例如，多址系统)。可经由单输入单输出(SISO)系统、多输入单输出(MISO)系统或多输入多输出(MIMO)系统建立这样的通信链路。MIMO系统包括分别配备有用于数据传输的多个(N_T个)发射天线和多个(N_R个)接收天线的发射器和接收器。SISO和MISO系统是MIMO系统的特定实例。如果使用由多个发射和接收天线形成的额外维度，MIMO系统可提供改善的性能(例如，更高的吞吐、更大的容量或改善的可靠性)。

无线通信系统100可使用MIMO。MIMO系统可支持时分双工(TDD)系统和频分双工(FDD)系统两者。在TDD系统中，上行链路和下行链路传输位于相同的频率区域以使得互易原理能够实现从上行链路信道估计下行链路信道。这使得发射无线设备能够从发射无线设备所接收的通信中提取发射波束成形增益。