專利名稱：建立認(rèn)證密鑰的方法和安全無線通信的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于安全無線通信的方法和系統(tǒng)。具體地，示例性實(shí)施例涉及在網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備兩處建立認(rèn)證密鑰，以建立相互認(rèn)證的通信信道的方法。
背景技術(shù)：
近年來，涉及無線通信的安全方法和處理得到發(fā)展。具體地，2GCDMA安全演進(jìn)到 3G CDMA安全，并且3G CDMA安全的許多相同特征如今與例如IMS系統(tǒng)的新系統(tǒng)結(jié)合。本領(lǐng)域已知地，2G CDMA安全涉及蜂窩認(rèn)證和語音加密(CAVE)。具體地，2G CDMA 安全至少使用根密鑰，其通常稱為A密鑰(AKey)和共享保密數(shù)據(jù)(SSD)密鑰。經(jīng)由已知的 SSD更新過程生成SSD密鑰。SSD密鑰是半長期密鑰，并且在這里看作根密鑰。如果網(wǎng)絡(luò)的 拜訪位置寄存器(VLR)是例如家庭服務(wù)系統(tǒng)，則SSD密鑰與VLR共享。此外，傳統(tǒng)2GCDMA 安全協(xié)議可涉及全局質(zhì)詢(challenge)和響應(yīng)過程以及唯一質(zhì)詢和響應(yīng)過程。對于全局質(zhì)詢過程，網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)設(shè)備廣播隨機(jī)質(zhì)詢RAND。在需要認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)中執(zhí) 行系統(tǒng)訪問(例如登記、呼叫發(fā)起、和呼叫終止)的移動(dòng)設(shè)備使用長期密鑰創(chuàng)建和發(fā)送認(rèn)證 響應(yīng)AUTHR。將RAND/AUTHR對轉(zhuǎn)發(fā)至歸屬位置寄存器/認(rèn)證中心(HLR/AC)用于認(rèn)證。同 樣，對于呼叫發(fā)起的呼叫類型，在計(jì)算AUTHR時(shí)使用最后6數(shù)位(digit)。對于呼叫發(fā)起和 呼叫終止，移動(dòng)設(shè)備生成可用于呼叫的密鑰(即SMEKEY和PLCM)。如果RAND/AUTHR對通過 驗(yàn)證,則HLR/AC向VLR返回SMEKEY和PLCM?？稍诳刂苹驑I(yè)務(wù)信道上在任意時(shí)刻，由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行向移動(dòng)設(shè)備的唯一質(zhì)詢過程。例 如，VLR從HLR/AC請求唯一質(zhì)詢和期望響應(yīng)對，RANDU和AUTHU。網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)設(shè)備發(fā)送 RANDU，移動(dòng)設(shè)備使用長期密鑰計(jì)算響應(yīng)AUTHU并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送響應(yīng)AUTHU。網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證RANDU/ AUTHU 對。傳統(tǒng)3G CDMA安全協(xié)議基于認(rèn)證密鑰協(xié)定(AKA)，并在執(zhí)行通信之前提供相互認(rèn) 證，含義如下(i)移動(dòng)設(shè)備認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)；(ii)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證移動(dòng)設(shè)備。在3G CDMA中使用的已知 AKA安全協(xié)議基于五元組。五元組包括隨機(jī)數(shù)RAND、期望響應(yīng)XRES、加密密鑰CK、完整性密 鑰IK和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證令牌AUTN。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證令牌AUTN基于序號SQN、匿名密鑰AK、認(rèn)證管 理字段AMF和消息認(rèn)證代碼MAC。例如，移動(dòng)設(shè)備基于移動(dòng)設(shè)備中存儲的序號SQN、移動(dòng)設(shè)備中存儲的保密密鑰K、 AMF、和隨機(jī)數(shù)RAN生成其自身的消息認(rèn)證代碼MAC。然后，將在移動(dòng)設(shè)備處生成的消息認(rèn)證 代碼MAC與從服務(wù)系統(tǒng)接收的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證令牌AUTN提取的MAC相比較。此外，移動(dòng)設(shè)備可確 定從網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證令牌提取的序號SQN是否為可接受的值。如果移動(dòng)設(shè)備成功地認(rèn)證了網(wǎng)絡(luò)， 則移動(dòng)設(shè)備準(zhǔn)備響應(yīng)RES并將響應(yīng)RES發(fā)送回網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)系統(tǒng)。然后，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)系統(tǒng)將 期望響應(yīng)XRES與響應(yīng)RES相比較以認(rèn)證移動(dòng)設(shè)備，從而完成根據(jù)傳統(tǒng)AKA安全協(xié)議的相互 認(rèn)證。如果在認(rèn)證處理期間移動(dòng)設(shè)備確定從網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證令牌AUTN提取的消息認(rèn)證代碼 MAC不匹配于移動(dòng)設(shè)備中生成的MAC，則移動(dòng)設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)系統(tǒng)發(fā)送故障消息。此外，如果在認(rèn)證處理期間移動(dòng)設(shè)備確定從網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證令牌AUTN提取的消息認(rèn)證代碼MAC匹配于 移動(dòng)設(shè)備中生成的MAC值，但是序號SQN在可容許范圍以外，則移動(dòng)設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送再同步 消息。以上簡述的并用在3G CDMA中的AKA安全協(xié)議是本領(lǐng)域公知的，因此這里為了簡單 的目的不提供其他信息。 盡管通過從2G CDMA安全協(xié)議到3G CDMA安全協(xié)議的轉(zhuǎn)換發(fā)展了安全協(xié)議(這也 同樣在某些傳統(tǒng)IMS安全協(xié)議中實(shí)現(xiàn))，但是用于無線通信的某些硬件設(shè)備還沒有被更新 和/或不能夠處理更高度發(fā)展的協(xié)議。例如，考慮到各種成本相關(guān)的原因，在用于處理2G CDMA安全協(xié)議的硬件上投入了大量時(shí)間、研究和金錢的某些公司并沒有選擇更新硬件。因 此，某些傳統(tǒng)2G CDMA硬件設(shè)備現(xiàn)在不能夠使用傳統(tǒng)3G CDMA的AKA安全協(xié)議來提供相互 認(rèn)證的通信信道。由此，提出以下建議，嘗試在不使用關(guān)于3G CDMA的上述基于五元組的AKA安全協(xié) 議的情況下建立相互認(rèn)證的通信信道。換句話說，這些建議是嘗試使用先前在2G CDMA安 全協(xié)議中使用的IS-41認(rèn)證過程。然而，所有這些建議至少具有以下缺陷。具體地，先前的 IS-41會話密鑰(例如SMEKEY和PLCM)的折衷將允許攻擊者重現(xiàn)隨機(jī)數(shù)，并成功完成密鑰 協(xié)定協(xié)議，并與移動(dòng)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)通信。由此，這些建議是不安全的，同時(shí)暴露了先前使用的 IS-41會話密鑰。

發(fā)明內(nèi)容
示例性實(shí)施例提供了這樣的方法和裝置，其涉及在移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間建立通 信，其權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議。一個(gè)示例性實(shí)施例提供一種由移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的與網(wǎng)絡(luò)通信的方法，該方法權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議。該方法包括從所述網(wǎng)絡(luò)接收第一質(zhì)詢；基于所接收的第一質(zhì)詢計(jì)算網(wǎng) 絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)密鑰；生成第二質(zhì)詢；基于所生成的第二質(zhì)詢計(jì)算移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和移動(dòng) 密鑰；以及基于由移動(dòng)設(shè)備計(jì)算的移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰獲得認(rèn)證密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，該方法還包括基于所述認(rèn)證密鑰生成移動(dòng)認(rèn)證代碼； 將所述第二質(zhì)詢、所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)、所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)、和所述移動(dòng)認(rèn)證代碼發(fā)送至所述 網(wǎng)絡(luò)；從所述網(wǎng)絡(luò)接收網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼；基于所述第一質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰生成網(wǎng)絡(luò)消 息認(rèn)證代碼；以及如果從所述網(wǎng)絡(luò)接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼匹配于在所述移動(dòng)設(shè)備處生成 的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼，則在所述移動(dòng)設(shè)備和所述網(wǎng)絡(luò)之間建立通信信道。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述移動(dòng)設(shè)備的UIM使用所述第一質(zhì)詢和所述移動(dòng)設(shè)備 的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及使用所述第二 質(zhì)詢和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密 鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述移動(dòng)密鑰和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰包括PLCM和SMEKEY。此 夕卜，認(rèn)證密鑰包括移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰的散列。此外，第一和第二質(zhì)詢分別是第一和第二隨 機(jī)數(shù)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與所述第一質(zhì)詢一起接收指示呼叫 發(fā)起的呼叫類型指示符和分配給所述第一質(zhì)詢以有效地增加所述第一質(zhì)詢的長度的額外 的位；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述額外的位、所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及與所述第二質(zhì)詢一起接收指示呼叫發(fā)起的呼 叫類型指示符和分配給所述第二質(zhì)詢以有效地增加所述第二質(zhì)詢的長度的額外的位；以及 使用所述第二質(zhì)詢、分配所述第二質(zhì)詢的額外的位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密 密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第一 質(zhì)詢；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位的位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保 密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第 二質(zhì)詢；以及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密 密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，在隨后運(yùn)行的協(xié)議中使用第一質(zhì)詢和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)的對 或第二質(zhì)詢和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)的對，以生成PLCM和SMEKEY。另一示例性實(shí)施例提供一種由移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的與網(wǎng)絡(luò)通信的方法，該方法權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議。該方法包括生成第一質(zhì)詢；基于所生成的第一質(zhì)詢計(jì)算移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng) 和移動(dòng)密鑰；將所述第一質(zhì)詢和所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)；從所述網(wǎng)絡(luò)接收第二 質(zhì)詢；基于所述第二質(zhì)詢計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及基于由所述移動(dòng)設(shè)備計(jì)算的 移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰生成認(rèn)證密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，該方法還包括從所述網(wǎng)絡(luò)接收網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼；基 于所述第二質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰在所述移動(dòng)設(shè)備處生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼；如果所生成的 網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼匹配于所接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼，則生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼；以及將 所述移動(dòng)消息認(rèn)證代碼發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)，以嘗試建立與所述網(wǎng)絡(luò)的相互認(rèn)證的通信信道。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述移動(dòng)設(shè)備的UIM使用所述第一質(zhì)詢和所述移動(dòng)設(shè)備 的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰；以及使用所述第二 質(zhì)詢和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密 鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與所述第一質(zhì)詢一起接收指示呼叫 發(fā)起的呼叫類型指示符和分配給所述第一質(zhì)詢以有效地增加所述第一質(zhì)詢的長度的額外 的位；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述額外的位、所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值 計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰；以及與所述第二質(zhì)詢一起接收指示呼叫發(fā)起的呼 叫類型指示符和分配給所述第二質(zhì)詢以有效地增加所述第二質(zhì)詢的長度的額外的位；以及 使用所述第二質(zhì)詢、分配所述第二質(zhì)詢的額外的位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密 密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第一 質(zhì)詢；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位的位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保 密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰；以及與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第 二質(zhì)詢；以及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密 密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰。所述最終呼叫數(shù)位是所述移動(dòng)設(shè)備不可 呼叫的號碼，例如00000或01101。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，在隨后運(yùn)行的協(xié)議中使用第一質(zhì)詢和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)的對 或第二質(zhì)詢和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)的對，以生成PLCM和SMEKEY。
另一示例性實(shí)施例提供一種由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的與移動(dòng)設(shè)備通信的方法，該方法權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議。該方法包括向所述移動(dòng)設(shè)備發(fā)送第一質(zhì)詢；從所述移動(dòng)設(shè)備接收網(wǎng)絡(luò) 認(rèn)證響應(yīng)、第二質(zhì)詢、和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)；基于從所述移動(dòng)設(shè)備接收的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述第 一質(zhì)詢計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密鑰；基于所述第二質(zhì)詢和所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)計(jì)算移動(dòng)密鑰；以及基于所 述網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的所述網(wǎng)絡(luò)密鑰和所述移動(dòng)密鑰生成認(rèn)證密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，該方法還包括從所述移動(dòng)設(shè)備接收移動(dòng)消息認(rèn)證代碼； 基于所述第二質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰在所述網(wǎng)絡(luò)處生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼；如果所生成的移 動(dòng)消息認(rèn)證代碼匹配于從所述移動(dòng)設(shè)備接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼，則生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代 碼；以及將所述網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼發(fā)送至所述移動(dòng)設(shè)備，以嘗試建立與所述移動(dòng)設(shè)備的相 互認(rèn)證的通信信道。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心與所述第一質(zhì)詢一起接收指示呼叫 發(fā)起的呼叫類型指示符和分配給所述第一質(zhì)詢以有效地增加所述第一質(zhì)詢的長度的額外 的位；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述額外的位、和所述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的 值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及與所述第二質(zhì)詢一起接收指示呼叫發(fā)起的 呼叫類型指示符和分配給所述第二質(zhì)詢以有效地增加所述第二質(zhì)詢的長度的額外的位；以 及使用所述第二質(zhì)詢、分配給所述第二質(zhì)詢的額外的位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密 鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第一 質(zhì)詢；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值 計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第二質(zhì)詢；以 及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所 述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。所述最終呼叫數(shù)位是所述移動(dòng)設(shè)備不可呼叫的號碼。另一示例性實(shí)施例提供一種由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的與移動(dòng)設(shè)備通信的方法，該方法權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議。該方法包括接收第一質(zhì)詢和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)；基于所述第一質(zhì)詢和所述 移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)計(jì)算移動(dòng)密鑰；生成第二質(zhì)詢和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)；基于所述第二質(zhì)詢和所述網(wǎng) 絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及基于由所述網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的所述移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰生成認(rèn)證 密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，該方法還包括基于所述第二質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰生成 網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼；將所述第二質(zhì)詢和所述網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼發(fā)送至所述移動(dòng)設(shè)備；從所 述移動(dòng)設(shè)備接收移動(dòng)消息認(rèn)證代碼；基于所述第一質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰在所述網(wǎng)絡(luò)處生成 移動(dòng)消息認(rèn)證代碼；以及如果所接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼匹配于在所述網(wǎng)絡(luò)處生成的移動(dòng) 消息認(rèn)證代碼，則建立與所述移動(dòng)設(shè)備的相互認(rèn)證的通信信道。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，生成所述第二質(zhì)詢和所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)包括從HSS/ VLR向所述網(wǎng)絡(luò)的HLR/AC發(fā)送唯一質(zhì)詢請求；從所述網(wǎng)絡(luò)的HLR/AC接收唯一隨機(jī)數(shù) (RANDu)和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)；以及將所述唯一隨機(jī)數(shù)與移動(dòng)設(shè)備識別號并置以生成所述第二 質(zhì)詢。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心與所述第一質(zhì)詢一起接收指示呼叫 發(fā)起的呼叫類型指示符和分配給所述第一質(zhì)詢以有效地增加所述第一質(zhì)詢的長度的額外 的位；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述額外的位、以及所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰；以及與所述第二質(zhì)詢一起接收指示呼叫發(fā)起的呼叫 類型指示符和分配給所述第二質(zhì)詢以有效地增加所述第二質(zhì)詢的長度的額外的位；以及使 用所述第二質(zhì)詢、分配給所述第二質(zhì)詢的額外的位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的 值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，所述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第一 質(zhì)詢；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值 計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰；以及與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第二質(zhì)詢；以 及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所 述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰。所述最終呼叫數(shù)位是所述移動(dòng)設(shè)備不可呼叫的號碼。


根據(jù)以下給出的具體實(shí)施方式
和附圖，將更加完整地理解本發(fā)明，其中類似的元 素由類似的標(biāo)號代表，通過視圖給出這些附圖，因此不限制本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)示例性實(shí)施例的通信系統(tǒng)；圖2示出移動(dòng)設(shè)備的示例性實(shí)施例；圖3示出在移動(dòng)設(shè)備的ME、移動(dòng)設(shè)備的UIM、網(wǎng)絡(luò)的家庭服務(wù)系統(tǒng)/拜訪位置寄存 器(HSS/VLR)、和網(wǎng)絡(luò)的HLR/AC之間的通信的信號流程圖；圖4是示出由移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰的方法的示例性實(shí)施例的流程圖；圖5是示出由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰的方法的示例性實(shí)施例的流程圖；圖6示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例在ME、UIM、HSS/VLR、和HLR/AC之間的通信的信 號流程圖；圖7是示出由移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰的方法的另一示例性實(shí)施例的流程 圖；圖8是示出由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰的方法的另一示例性實(shí)施例的流程圖；圖9是示出由包含UIM的移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的方法的示例性實(shí)施例的信號流程圖；以 及
圖10是示出由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的方法的另一示例性實(shí)施例的信號流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出包括至少一個(gè)移動(dòng)設(shè)備100和網(wǎng)絡(luò)20的通信系統(tǒng)10。在圖1中，網(wǎng)絡(luò) 20包括歸屬位置寄存器(HLR) 300和拜訪位置寄存器(VLR) 400。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理 解，圖1中所示的通信系統(tǒng)10被簡化，并且將包括用于移動(dòng)設(shè)備100、HLR 300和VLR 400 之間通信的各種中間組件。移動(dòng)設(shè)備100的位置、由移動(dòng)設(shè)備100請求的服務(wù)類型等可確 定HLR300或VLR 400是否向移動(dòng)設(shè)備100提供所請求的服務(wù)。根據(jù)參照圖1所述的示例性實(shí)施例，HLR 300包括認(rèn)證中心(AC) 310。本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員可理解，HLR 300和AC 310可以是通信系統(tǒng)的單獨(dú)和不同的組件，而并非如圖1所 示由HLR 300包括AC 310。在本申請的剩余部分，HLR 300和認(rèn)證中心將共同稱為歸屬位 置寄存器/認(rèn)證中心(HLR/AC)。圖2示出移動(dòng)設(shè)備100的示例性實(shí)施例。如圖2所示，移動(dòng)設(shè)備100包括用戶識別模塊(UIM)、存儲器120、處理器130和收發(fā)器140。UIM可以是傳統(tǒng)的用戶識別模塊。備 選地，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理解，移動(dòng)設(shè)備100的UIM可以是傳統(tǒng)的可去除用戶識別模塊 (RUIM)。例如，UIM可以是被開發(fā)以根據(jù)2G CDMA安全協(xié)議工作的模塊。由此，UIM可存儲 本領(lǐng)域已知的MIN/IMSI/TMSI，并且為了簡潔的目的在這里不再討論。存儲器120、處理器130和收發(fā)器140可結(jié)合UIM使用，以執(zhí)行參照圖3_10的下 述方法的示例性實(shí)施例。為了簡化說明，在以下所述的示例性實(shí)施例中，存儲器120、處理 器130和收發(fā)器140共同稱為ME。由此，盡管圖3和6的信號流程圖示出作為單獨(dú)實(shí)體的 ME和UIM，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理解UIM實(shí)際上被插入移動(dòng)設(shè)備100的組件，并且 ME (存儲器120、處理器130和收發(fā)器140)是移動(dòng)設(shè)備100的組件。圖3是示出在移動(dòng)設(shè)備100的ME、移動(dòng)設(shè)備100的UIM、網(wǎng)絡(luò)20的家庭服務(wù)系統(tǒng) /拜訪位置寄存器(HSS/VLR)、和網(wǎng)絡(luò)20的HLR/AC之間的通信的信號流程圖。
參照圖3，HSS/VLR提供由HSS/VLR生成的到ME的第一質(zhì)詢。第一質(zhì)詢是到ME的 第一隨機(jī)數(shù)RANDn,這是由HSS/VLR生成的。例如，ME的收發(fā)器140接受第一隨機(jī)數(shù)RANDn, 并且可將第一隨機(jī)數(shù)RANDn存儲在存儲器120中，和/或?qū)⒌谝浑S機(jī)數(shù)RANDn提供至處理器 130。ME向UIM提供隨機(jī)數(shù)RANDn。響應(yīng)于接收到隨機(jī)數(shù)RANDn，UIM基于隨機(jī)數(shù)RANDn計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn。具體地，UIM使用隨機(jī)數(shù)RANDn和UIM中存儲的保 密密鑰的值來計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHIV由UIM計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn可包括例如PLCM和 SMEKEY0從隨機(jī)數(shù)RANDn計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn是本領(lǐng)域公知的，因 此為了簡潔的目的將不再討論。 仍參照圖3，HSS/VLR隨后生成第二隨機(jī)數(shù)RANDm,并將第二隨機(jī)數(shù)RANDm作為質(zhì)詢 提供至UIM。例如，ME的處理器通過任意已知方法生成第二隨機(jī)數(shù)，并將第二隨機(jī)數(shù)RANDm 提供至UIM。然后，UIM基于這個(gè)第二隨機(jī)數(shù)生成移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm和移動(dòng)密鑰KEYSM。如先 前所述，從隨機(jī)數(shù)計(jì)算例如PLCM和SMEKEY的認(rèn)證響應(yīng)和密鑰是本領(lǐng)域已知的。根據(jù)示例性實(shí)施例，ME隨后基于由UIM生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn和移動(dòng)密鑰KEYSm 生成認(rèn)證密鑰KM。例如，認(rèn)證密鑰Km可以是如以下等式所示的移動(dòng)KEYSm和網(wǎng)絡(luò)KEYSn的 散列，同樣如圖3所示。KM = H1 (KEYSM, KEYSN)按照圖3的信號1-5所示的操作，ME具有認(rèn)證密鑰KM，其包括與移動(dòng)設(shè)備100和 含有HSS/VLR和HLR/AC的網(wǎng)絡(luò)20兩者相關(guān)的密鑰。仍參照圖3，ME隨后將網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn、第二隨機(jī)數(shù)RANDM、和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng) AUTHRm提供至網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR。除了網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRN、隨機(jī)RANDM、和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng) AUTHRm之外，ME還可將移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc發(fā)送至HSS/VLR。如果是這樣，則ME首先 基于認(rèn)證密鑰Km生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc。例如，移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc可以是使用 由ME生成的認(rèn)證密鑰Km和隨機(jī)數(shù)RANDm計(jì)算的偽隨機(jī)函數(shù)。消息認(rèn)證代碼的生成是本領(lǐng) 域公知的，因此為了簡潔的目的將不再討論。在圖3中，一旦HSS/VLR從ME接收到網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn,則HSS/VLR向HLR/AC提 供由HSS/VLR先前生成的第一隨機(jī)數(shù)RANDn以及從ME接收的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn。HLR/AC 基于第一隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn,并將計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)KEYSn提供至HSS/VLR。如圖3所示，HSS/VLR還向HLR/AC提供接收的第二隨機(jī)數(shù)RANDm和從ME接收的認(rèn) 證響應(yīng)AUTHRm,從而請求由HLR/AC生成的與ME相關(guān)的密鑰。由此，HLR/AC從隨機(jī)數(shù)RANDm 和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm生成移動(dòng)密鑰KEYSm,并將移動(dòng)密鑰KEYSm提供回HSS/VLR。HSS/VLR然后基于從HLR/AC接收的移動(dòng)密鑰KEYSm和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn生成認(rèn)證密 鑰Kn的示例性實(shí)施例。通過與在ME處計(jì)算認(rèn)證密鑰Km的相同方式計(jì)算認(rèn)證密鑰KN，除了 代替基于由UIM計(jì)算的移動(dòng)KEYSm和網(wǎng)絡(luò)KEYSn,基于由HLR/AC提供的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn和移 動(dòng)密鑰KEYSm計(jì)算認(rèn)證密鑰Kn。根據(jù)圖3中所示的示例性實(shí)施例，由ME生成的認(rèn)證密鑰Km包括從移動(dòng)設(shè)備100生 成的隨機(jī)數(shù)RANDm計(jì)算的移動(dòng)KEYSm的至少一部分。由此，攻擊者不能夠僅使用例如SMEKEY 和PLCM的先前會話密鑰和重現(xiàn)隨機(jī)數(shù)來完成密鑰協(xié)定協(xié)議。類似地，由網(wǎng)絡(luò)20生成的認(rèn) 證密鑰Kn基于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)生成的第一隨機(jī)數(shù)RANDn生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn的至少一部分，因 此攻擊者不能夠僅使用折衷的先前會話密鑰和重現(xiàn)隨機(jī)數(shù)來完成密鑰協(xié)定協(xié)議。仍參照圖3，HSS/VLR可通過將從ME接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc與HSS/VLR 生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa相比較來驗(yàn)證ME。使用認(rèn)證密鑰Kn生成移動(dòng)消息認(rèn)證代 碼MACto。例如，移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa是使用認(rèn)證密鑰Kn計(jì)算的偽隨機(jī)函數(shù)。如果從ME 接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACNme匹配于由HSS/VLR生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa,則HSS/ VLR確定ME是可信的。HSS/VLR隨后可計(jì)算網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn，并將網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代 碼MACNn提供至ME，如圖3的信號11所示。響應(yīng)于從HSS/VLR接收網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn，ME可認(rèn)證HSS/VLR。例如，ME可 基于認(rèn)證密鑰Km生成其自身的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNm，并將這個(gè)生成的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代 碼MACndi與從HSS/VLR接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn相比較。如果由移動(dòng)設(shè)備生成的網(wǎng)絡(luò) 消息認(rèn)證代碼MACndi匹配于從HSS/VLR接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn，則ME確定HSS/VLR 是可信的。圖3還示出如果HSS/VLR確定ME是可信的，則可由HSS/VLR生成加密密鑰CK和 完整性密鑰IK ；以及如果ME確定HSS/VLR 400是可信的，則可由ME生成加密密鑰CK和完 整性密鑰IK。加密密鑰CK和完整性密鑰IK的生成是本領(lǐng)域公知的，因此為了簡潔的目的 將不再討論。此外，在移動(dòng)設(shè)備100和HSS/VLR之間的通信中的加密密鑰CK和完整性密鑰 IK的使用是本領(lǐng)域公知的，因此為了簡潔的目的將不再討論。圖4中所述的流程圖示出由移動(dòng)設(shè)備100執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰Km的方法的示例 性實(shí)施例。在步驟S100，ME的收發(fā)器140從網(wǎng)絡(luò)20接收第一隨機(jī)數(shù)RANDn。響應(yīng)于接收到第 一隨機(jī)數(shù)RANDn,收發(fā)器140可將第一隨機(jī)數(shù)RANDn存儲在存儲器120中和/或?qū)⒌谝浑S機(jī) 數(shù)RANDn提供至處理器130。由此，UIM可從存儲器120獲得第一隨機(jī)數(shù)RANDn和/或從處 理器130接收第一隨機(jī)數(shù)RANDN。在步驟S105，UIM基于第一隨機(jī)數(shù)RANDn計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn和網(wǎng)絡(luò)密鑰 KEYSn。如先前所述，這些計(jì)算是本領(lǐng)域公知的。在圖4的步驟S110，ME生成第二隨機(jī)數(shù)RANDM。例如，處理器130生成第二隨機(jī)數(shù) RANDm并將第二隨機(jī)數(shù)RANDm提供至UIM。
在步驟S115，UIM隨后基于隨機(jī)數(shù)RANDm計(jì)算移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm和移動(dòng)密鑰 KEYSmo由此，根據(jù)示例性實(shí)施例，ME獲得基于從網(wǎng)絡(luò)接收的隨機(jī)數(shù)RANDn的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn, 以及基于由ME生成的隨機(jī)數(shù)RANDm的移動(dòng)密鑰KEYSm。在步驟S120，ME基于移動(dòng)密鑰KEYSm和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn生成認(rèn)證密鑰Km的示例性實(shí)施例。例如，ME的處理器可生成認(rèn)證密鑰KM，并且認(rèn)證密鑰Km是包括移動(dòng)密鑰KEYSm和 網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn的至少一部分的散列。上述步驟S100-S120示出由移動(dòng)設(shè)備100執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰Km的方法的示例性實(shí)施例。下述圖4的步驟S125-155是移動(dòng)設(shè)備100可執(zhí)行以下操作的步驟，即生成認(rèn)證密鑰Km以建立與網(wǎng)絡(luò)20的相互關(guān)聯(lián)的通信信道。在步驟S125，ME使用由ME生成的認(rèn)證密 鑰Km和隨機(jī)數(shù)RANDm生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfce。步驟S125可由ME的處理器130執(zhí)行。 如步驟S130所示，ME的收發(fā)器可隨后將網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn、隨機(jī)數(shù)RANDn、移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng) AUTHRM、和移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR。在步驟S135，ME的收發(fā)器140從網(wǎng)絡(luò)20接收網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MAQ。在步驟 S140, ME基于在步驟SlOO中從網(wǎng)絡(luò)接收的隨機(jī)數(shù)RANDn和在步驟S120中生成的驗(yàn)證密鑰 Km生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNm。在步驟S145，ME將從網(wǎng)絡(luò)接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn 與由ME生成的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACndi相比較。如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼不匹配，則ME可終止該方法的安全協(xié)議，如步驟S150 所示。例如，ME可向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送故障通知，或僅靜默式放棄協(xié)議的剩余部分。備選地，如果兩 個(gè)網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼匹配，則在步驟S155，可在ME和網(wǎng)絡(luò)20之間建立相互認(rèn)證的通信信道。圖5中所示的流程圖示出由網(wǎng)絡(luò)20執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰Kn的方法的示例性實(shí)施 例。在步驟S200，網(wǎng)絡(luò)20生成第一隨機(jī)數(shù)RANDn,并將第一隨機(jī)數(shù)RANDn發(fā)送至移動(dòng)設(shè) 備100。例如，HSS/VLR可生成第一隨機(jī)數(shù)RANDn,并將其發(fā)送至ME的收發(fā)器140。在步驟S205，網(wǎng)絡(luò)20從ME接收網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn、第二隨機(jī)數(shù)RANDM、和移動(dòng) 認(rèn)證響應(yīng)AUTHIV在步驟S205，還示出網(wǎng)絡(luò)20接收由ME生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc, 然而，應(yīng)注意，這個(gè)移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc可在稍后的時(shí)間接收。響應(yīng)于從ME接收到網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn、隨機(jī)數(shù)RANDM、和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm, 網(wǎng)絡(luò)20基于第一隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn獲得網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn,以及基于第二 隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm獲得移動(dòng)密鑰KEYSm。例如，如圖3的信號流程圖所 示，HSS/VLR將第一隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn提供至HLR/AC，并隨后HLR/AC計(jì) 算網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn并將其提供回HSS/VLR。此外，HSS/VLR將隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng) AUTHRm提供至HLR/AC，并隨后HLR/AC計(jì)算移動(dòng)密鑰KEYSm,并將移動(dòng)密鑰KEYSm提供回HSS/ VLR0如先前所述，網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn和移動(dòng)密鑰KEYSm都可包括分別與網(wǎng)絡(luò)20和移動(dòng)設(shè)備 100相關(guān)聯(lián)的PLCM和SMEKEY。在步驟S215，網(wǎng)絡(luò)20基于由網(wǎng)絡(luò)生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn和移動(dòng)密鑰KEYSm生成認(rèn) 證密鑰Kn示例性實(shí)施例。上述步驟S200-S215示出由移動(dòng)設(shè)備100執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰Kn的方法的實(shí)施例。下述步驟S220-S235是網(wǎng)絡(luò)20可執(zhí)行以下操作的步驟，即生成認(rèn)證密鑰Kn以建立與 移動(dòng)設(shè)備100的相互關(guān)聯(lián)的通信信道。在步驟S220，網(wǎng)絡(luò)20基于認(rèn)證密鑰Kn和隨機(jī)數(shù)RANDm生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼 MACfc0在步驟S225，網(wǎng)絡(luò)20將由網(wǎng)絡(luò)20生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa與例如在步驟S205 從ME接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc相比較。如果在網(wǎng)絡(luò)處生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa 匹配于從ME接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc,則網(wǎng)絡(luò)20的HLS/VLR確定ME是可信的。如果在步驟S225，網(wǎng)絡(luò)20的HLS/VLR確定由網(wǎng)絡(luò)20生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼 MACfc匹配于從移動(dòng)設(shè)備100接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc,則網(wǎng)絡(luò)20可基于隨機(jī)數(shù)RANDn 和認(rèn)證密鑰Kn生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn。在步驟S235，網(wǎng)絡(luò)20將網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證代碼MACNn 發(fā)送至移動(dòng)設(shè)備100，以嘗試在移動(dòng)設(shè)備100和網(wǎng)絡(luò)20之間建立相互認(rèn)證的通信信道。備 選地，如果網(wǎng)絡(luò)20確定在網(wǎng)絡(luò)20處生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa不匹配于從ME接收的 移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc,則在步驟S240，由網(wǎng)絡(luò)20終止圖5所示的方法。圖6是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例在ME、UIM、HSS/VLR、和HLR/AC之間的通信的 信號流程圖。在該信號流程圖中ME發(fā)起在移動(dòng)設(shè)備100和網(wǎng)絡(luò)20之間的通信。參照圖6，ME生成第一質(zhì)詢(這是第一隨機(jī)數(shù)RANDm)，并將第一質(zhì)詢提供至UIM。 響應(yīng)地，UIM基于第一隨機(jī)數(shù)RANDm計(jì)算移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm和移動(dòng)密鑰KEYSm,并將移動(dòng) 認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm和移動(dòng)密鑰KEYSm提供回ME。ME隨后將第一隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響 應(yīng)AUTHRm提供至網(wǎng)絡(luò)20。如圖6所示，將第一隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm提供至 網(wǎng)絡(luò) 20 的 HSS/VLR。HSS/VLR將接收的第一隨機(jī)數(shù)RANDm和接收的移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm提供至網(wǎng)絡(luò)20 的HLR/AC。HLR/AC基于第一隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm計(jì)算移動(dòng)密鑰KEYSm,并 將計(jì)算的移動(dòng)密鑰KEYSm提供至HSS/VLR。此外，HSS/VLR生成唯一質(zhì)詢請求并將其發(fā)送 至HLR/AC。響應(yīng)于唯一質(zhì)詢請求，HLR/AC生成唯一隨機(jī)數(shù)RANDu和唯一認(rèn)證響應(yīng)AUTHRu, 其被提供至HSS/VLR。HSS/VLR使用唯一隨機(jī)數(shù)RANDu和唯一認(rèn)證響應(yīng)AUTHRu計(jì)算第二隨 機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn,其被提供至HLR/AC。例如，第二隨機(jī)數(shù)RANDn可以是移 動(dòng)設(shè)備識別號MIN和唯一隨機(jī)數(shù)RANDu的并置，并且網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證AUTHRn可以是唯一認(rèn)證響應(yīng) AUTHRu,如圖6所示。HLR/AC隨后基于第二隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn計(jì)算網(wǎng)絡(luò) 密鑰KEYSn。HLR/AC將網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn提供至HSS/VLR。HSS/VLR隨后基于由HLR/AC生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn生成認(rèn)證密鑰Kn的示例性實(shí) 施例。仍參照圖6，HSS/VLR將HSS/VLR生成的第二隨機(jī)數(shù)RANDn作為第二質(zhì)詢發(fā)送至 ME。此外，HSS/VLR還可將網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn與第二隨機(jī)數(shù)RANDn —起發(fā)送至ME。然 而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理解，可在稍后步驟中網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn發(fā)送。響應(yīng)于從 網(wǎng)絡(luò)接收到第二隨機(jī)數(shù)RANDn，ME將第二隨機(jī)數(shù)RANDn提供至UIM。UIM隨后從第二隨機(jī)數(shù) RANDn計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證AUTHRn和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn。ME隨后基于均由UIM計(jì)算的移動(dòng)密鑰KEYSm和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn計(jì)算認(rèn)證密鑰Km的示例性實(shí)施例。例如，認(rèn)證密鑰Km可以是包括移動(dòng)密鑰KEYSm和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn的至少一 部分的散列。由此，根據(jù)示例性實(shí)施例，移動(dòng)設(shè)備100基于由UIM生成的移動(dòng)密鑰KEYSm和 網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn生成認(rèn)證密鑰KM，并且網(wǎng)絡(luò)20從在網(wǎng)絡(luò)20中計(jì)算的移動(dòng)密鑰KEYSm和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn生成認(rèn)證密鑰Kn。根據(jù)圖6中所示的示例性實(shí)施例，由移動(dòng)設(shè)備100生成的認(rèn)證密鑰Km包括從移動(dòng)設(shè)備100生成的隨機(jī)數(shù)RANDm計(jì)算的移動(dòng)密鑰KEYSm的至少一部分。由此，攻擊者不能夠僅 使用例如SMEKEY和PLCM的先前會話密鑰和重現(xiàn)隨機(jī)數(shù)來完成密鑰協(xié)定協(xié)議。類似地，由 網(wǎng)絡(luò)20生成的認(rèn)證密鑰Kn基于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)生成的第一隨機(jī)數(shù)RANDn生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn的 至少一部分，因此攻擊者不能夠僅使用折衷的先前會話密鑰和重現(xiàn)隨機(jī)數(shù)來完成密鑰協(xié)定 協(xié)議。仍參照圖6，如果網(wǎng)絡(luò)20已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MAClfa提供至移動(dòng)設(shè)備100，如 圖6中的信號10所示，則ME可隨后驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼ΜΑ;。具體地，ME可生成其自 身的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNm，并將該網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACndi與從網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR接 收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MAClfa相比較。如果由ME生成的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACndi匹配于從 HSS/VLR接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn，則ME確定HSS/VLR是可信的。如果確定網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR是可信的，則ME生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc并將移 動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc提供至HSS/VLR。HSS/VLR隨后嘗試基于所接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼 MACfc驗(yàn)證移動(dòng)設(shè)備100。由此，HSS/VLR生成其自身的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa，并將這個(gè) 生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa與從ME接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc相比較。如果所接 收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc匹配于所生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa,則HSS/VLR確定ME 是可信的，并嘗試建立與ME的相互認(rèn)證的通信信道。類似于圖3，圖6示出如果HSS/VLR確定ME是可信的，則可由HSS/VLR生成加密 密鑰CK和完整性密鑰IK，以及如果ME確定HSS/VLR是可信的，則可由ME生成加密密鑰CK 和完整性密鑰IK。加密密鑰CK和完整性密鑰IK的生成是本領(lǐng)域公知的，在移動(dòng)設(shè)備100 和HSS/VLR之間的通信中的加密密鑰CK和完整性密鑰IK的使用是本領(lǐng)域公知的。圖7中所示的流程圖示出由移動(dòng)設(shè)備100執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰Km的方法的另一 示例性實(shí)施例。在步驟S300，移動(dòng)設(shè)備100生成第一隨機(jī)數(shù)RANDM。具體地，ME的處理器130生 成第一隨機(jī)數(shù)RANDm,這是本領(lǐng)域已知的。ME的處理器130將所生成的隨機(jī)數(shù)RANDm提供至 UIM0在步驟S305，基于隨機(jī)數(shù)RANDm，UIM計(jì)算移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm和移動(dòng)密鑰KEYSM。例 如，移動(dòng)密鑰KEYSm是PLCM和SMEKEY。在步驟S310，ME隨后將隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)20。例 如，ME的收發(fā)器140將隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm提供至網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR。在步驟S315，ME從網(wǎng)絡(luò)20接收第二隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACN。在 步驟S320，ME基于所接收的第二隨機(jī)數(shù)RANDn計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSN。 例如，ME的處理器140將所接收的第二隨機(jī)數(shù)RANDn提供至UIM，并且UIM計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響 應(yīng)AUTHRn和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn。UIM將網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn提供至ME的處 理器130和/或存儲器120?；诟鶕?jù)示例性實(shí)施例由UIM生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn和移動(dòng)密鑰KEYSm，ME生成認(rèn) 證密鑰KM。具體地，ME的處理器通過計(jì)算包括網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn和移動(dòng)密鑰KEYSm的至少一 部分的散列來生成認(rèn)證密鑰KM。在步驟S300至S325的執(zhí)行之后，移動(dòng)設(shè)備100具有認(rèn)證密鑰Km的示例性實(shí)施例。移動(dòng)設(shè)備100可隨后繼續(xù)圖7中所示的方法，以嘗試建立與網(wǎng)絡(luò)20的相互認(rèn)證通信信道。在步驟S330，移動(dòng)設(shè)備10使用認(rèn)證密鑰Km的示例性實(shí)施例基于從網(wǎng)絡(luò)20接收的 隨機(jī)數(shù)RANDn生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNm。在步驟S335，ME將由ME生成的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNm與從網(wǎng)絡(luò)20接收的網(wǎng)絡(luò) 消息認(rèn)證代碼嫩(^相比較，以確定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼是否匹配。如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn) 證代碼不匹配，則ME可終止安全協(xié)議，如步驟S350所示。例如，ME可將故障通知發(fā)送至網(wǎng) 絡(luò)，或僅靜默式放棄協(xié)議的剩余部分。備選地，如果由移動(dòng)設(shè)備100的ME生成的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACndi匹配于從網(wǎng)絡(luò) 20接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼MACNn，則圖7所示的方法進(jìn)行到步驟S340。
在步驟S340，ME生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc。在步驟S345，ME將所生成的移動(dòng) 消息認(rèn)證代碼MACfc發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)20，以嘗試建立與在步驟S335所討論被驗(yàn)證的網(wǎng)絡(luò)20的 相互認(rèn)證的通信信道。圖8中所示的流程圖示出由網(wǎng)絡(luò)20執(zhí)行的生成認(rèn)證密鑰Kn的方法的另一示例性 實(shí)施例。在步驟S400，網(wǎng)絡(luò)20從移動(dòng)設(shè)備100接收隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRM。 例如，隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm可由網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR 400接收。在步驟S405，網(wǎng)絡(luò)20基于所接收的隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm獲得移動(dòng) 密鑰KEYSm。例如，網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR將從移動(dòng)設(shè)備100接收的隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響 應(yīng)AUTHRm提供至網(wǎng)絡(luò)20的HLR/AC，并且HLR/AC基于隨機(jī)數(shù)RANDm和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRm 計(jì)算移動(dòng)密鑰KEYSm。在步驟S410，網(wǎng)絡(luò)20生成第二隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRN。具體地，如 圖6的信號6-9所示，HSS/VLR生成唯一質(zhì)詢請求，并將這個(gè)唯一質(zhì)詢請求提供至HLR/AC。 響應(yīng)于接收到唯一質(zhì)詢請求，HLR/AC生成唯一隨機(jī)數(shù)RANDu和唯一認(rèn)證響應(yīng)AUTHRu,并將這 個(gè)信息提供至HSS/VLR。HSS/VLR隨后從唯一隨機(jī)數(shù)RANDu和唯一認(rèn)證響應(yīng)AUTHRu生成隨 機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn,并將隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn提供至HLR/ AC。在步驟S415，網(wǎng)絡(luò)20基于隨機(jī)數(shù)RAND1^P網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)AUTHRn獲得網(wǎng)絡(luò)密鑰 KEYSn。具體地，HLR/AC基于從HSS/VLR接收的隨機(jī)數(shù)RANDn和AUTHRn計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn, 并將所計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn提供至HSS/VLR。在步驟S420，網(wǎng)絡(luò)20基于由網(wǎng)絡(luò)20生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn和移動(dòng)密鑰KEYSm生 成認(rèn)證密鑰Kn的示例性實(shí)施例。例如，認(rèn)證密鑰Kn的示例性實(shí)施例是包括移動(dòng)密鑰KEYSm 和網(wǎng)絡(luò)密鑰KEYSn的至少一部分的散列。作為步驟S400至S425的執(zhí)行的結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)20具有認(rèn)證密鑰Kn的示例性實(shí)施例。 網(wǎng)絡(luò)20可隨后繼續(xù)圖8中所示的方法，以嘗試建立與移動(dòng)設(shè)備100的相互認(rèn)證通信信道。在步驟S425，網(wǎng)絡(luò)20基于認(rèn)證密鑰Kn和隨機(jī)數(shù)RANDn生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼 MACNn。例如，HSS/VLR可代表網(wǎng)絡(luò)20執(zhí)行這個(gè)操作。在步驟S430，網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR隨后將都由網(wǎng)絡(luò)20生成的隨機(jī)數(shù)RANDn和網(wǎng)絡(luò) 消息認(rèn)證代碼MAClfa發(fā)送至移動(dòng)設(shè)備100。響應(yīng)地，在步驟S435，網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR可從移 動(dòng)設(shè)備100接收移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc。在步驟S440，網(wǎng)絡(luò)20基于如步驟S400所述從移動(dòng)設(shè)備100先前接收的認(rèn)證密鑰Kn和隨機(jī)數(shù)RANDm生成其自身的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACto。在步驟S445，網(wǎng)絡(luò)20通過將在網(wǎng)絡(luò)20處生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa與從移 動(dòng)設(shè)備100接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc相比較來嘗試驗(yàn)證移動(dòng)設(shè)備100的真實(shí)性。如果在網(wǎng)絡(luò)20處生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACtfa不匹配于從移動(dòng)設(shè)備100接收的 移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc,則網(wǎng)絡(luò)20可終止安全協(xié)議，如步驟S455所示。備選地，如果在網(wǎng)絡(luò)20處生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACsfa匹配于從移動(dòng)設(shè)備100 接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼MACfc,則網(wǎng)絡(luò)20確定移動(dòng)設(shè)備100是可信的，并嘗試建立與移動(dòng) 設(shè)備10的相互認(rèn)證的通信信道，如步驟S450所示。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，將在移動(dòng)設(shè)備運(yùn)行的第一協(xié)議中創(chuàng)建的RAND/AUTHR值 用在未來運(yùn)行的協(xié)議中。由于網(wǎng)絡(luò)不能夠創(chuàng)建RAND/AUTHR對，所以網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行的第一協(xié)議 期間請求ME創(chuàng)建RAND/AUTHR對，并且在隨后運(yùn)行的第二協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)請求ME使用在運(yùn)行 的第一協(xié)議中創(chuàng)建的RAND/AUTHR，以創(chuàng)建用以生成認(rèn)證密鑰的SMEKEY/PLCM。根據(jù)這個(gè)示 例性實(shí)施例，可在仍舊提供相互認(rèn)證的通信信道的同時(shí)，減少在網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備之間的通 信的數(shù)目。上述示例性實(shí)施例能夠使用IS-41認(rèn)證過程建立相互認(rèn)證的通信信道。然而，應(yīng) 注意，典型地，使用具有64位密鑰的64位隨機(jī)數(shù)質(zhì)詢，以提供足夠的安全性。然而，如果可 使用更長的隨機(jī)數(shù)質(zhì)詢，即更長的隨機(jī)數(shù)，則可進(jìn)一步提高安全性。由此，可使用下述示例 性實(shí)施例來增加可用在先前所述的示例性實(shí)施例中使用的隨機(jī)數(shù)的位數(shù)。本領(lǐng)域已知地，通信的呼叫類型可定義為呼叫登記、呼叫發(fā)起、或呼叫終止。傳統(tǒng) 地，對于呼叫發(fā)起計(jì)算，在UIM執(zhí)行的CAVE計(jì)算中，使用6個(gè)最后呼叫數(shù)位代替24位IMSI。 可在約20位中編碼6個(gè)數(shù)位。參照圖9和10的下述示例性實(shí)施例利用了涉及呼叫發(fā)起類 型和呼叫登記類型或呼叫終止類型的計(jì)算之間的差別。圖9示出由包含UIM的移動(dòng)設(shè)備100執(zhí)行的方法的示例性實(shí)施例。如圖9所示， ME將包含隨機(jī)數(shù)的通信、指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指示符、和6數(shù)位(其可在約20位中編 碼)發(fā)送至UIM。因?yàn)楹艚蓄愋捅恢付楹艚邪l(fā)起，所以重新分配用于6數(shù)位的位，以擴(kuò)展 隨機(jī)數(shù)。例如，如果對隨機(jī)數(shù)分配32位，并且將傳統(tǒng)用于6個(gè)最終呼叫數(shù)位的20位重新分 配給隨機(jī)數(shù)，則根據(jù)示例性實(shí)施例，提供約52位的隨機(jī)數(shù)。這52位包括正常使用的32位 和重新分配的20位。響應(yīng)于接收到包含隨機(jī)數(shù)的通信、指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指示符、和6數(shù)位， UIM使用擴(kuò)展的隨機(jī)數(shù)(基于上述假設(shè)，可包括約52位)計(jì)算認(rèn)證響應(yīng)AUTHR和密鑰。圖10示出由網(wǎng)絡(luò)20的HSS/VLR和HLR/AC執(zhí)行的方法的示例性實(shí)施例。如圖10 所示，HSS/VLR將包括隨機(jī)數(shù)RAND的通信AUTHREQ、認(rèn)證響應(yīng)AUTHR、指示呼叫發(fā)起的呼叫 類型指示符、在約20位中編碼的通常分配給最終6個(gè)呼叫數(shù)位的6數(shù)位發(fā)送至HLR/AC。因 為呼叫類型被指定為呼叫發(fā)起，所以重新分配正常用于6個(gè)呼叫數(shù)位的位，以擴(kuò)展隨機(jī)數(shù)。 響應(yīng)于接收到包括隨機(jī)數(shù)的通信、指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指示符、6個(gè)數(shù)位、和認(rèn)證響應(yīng)， HLR/AC主要使用擴(kuò)展的隨機(jī)數(shù)(基于以上假設(shè)可包括約52位)計(jì)算密鑰。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，通過將呼叫數(shù)位設(shè)置為用戶可能從來不會輸入并與其建 立呼叫的值來創(chuàng)建質(zhì)詢。例如，幾乎不或從不使用呼叫數(shù)位的某些值(例如6個(gè)0數(shù)位)。 很少用于6個(gè)數(shù)位的另一實(shí)例是01101，由于011用在世界上的許多位置來設(shè)置國際呼叫，并因此Oil不可能被另一 Oil或Ol跟隨。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，質(zhì)詢可以是32位隨機(jī)數(shù)RAND或序號。由于CDMA呼叫不能夠使用呼叫數(shù)位01101來設(shè)置，所以通過任意隨機(jī)質(zhì)詢將不能 夠創(chuàng)建SMEKEY或PLCM密鑰。因此，可根據(jù)這個(gè)示例性實(shí)施例使用具有很少使用的呼叫數(shù) 位模式的可預(yù)測序號。通過使用這樣的隨機(jī)數(shù)和呼叫數(shù)位組合提供新創(chuàng)建的協(xié)議，這個(gè)示 例性實(shí)施例確保了新協(xié)議安全地使用隨機(jī)數(shù)和呼叫數(shù)位組合。 因此，描述了本發(fā)明，明顯地，可按許多方式改變本發(fā)明。這些變型不應(yīng)看作脫離 本發(fā)明的精神和范圍，并且所有這些修改對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是明顯的，旨在包含在 本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種由移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的與網(wǎng)絡(luò)通信的方法，該方法權(quán)衡了ANSI-41安全協(xié)議，該方法包括從所述網(wǎng)絡(luò)(20)接收第一質(zhì)詢(RANDN)；基于所接收的第一質(zhì)詢計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)(AUTHRN)和網(wǎng)絡(luò)密鑰(KEYSN)；生成第二質(zhì)詢(RANDM)；基于所生成的第二質(zhì)詢計(jì)算移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)(AUTHRM)和移動(dòng)密鑰(KEYSM)；基于由移動(dòng)設(shè)備計(jì)算的移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰獲得認(rèn)證密鑰(KM)；基于所述認(rèn)證密鑰生成移動(dòng)認(rèn)證代碼(MACMm)；將所述第二質(zhì)詢、所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)、所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)、和所述移動(dòng)認(rèn)證代碼發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)；從所述網(wǎng)絡(luò)接收網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼(MACNn)；基于所述第一質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼(MACNm)；以及如果從所述網(wǎng)絡(luò)接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼匹配于在所述移動(dòng)設(shè)備處生成的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼，則在所述移動(dòng)設(shè)備(100)和所述網(wǎng)絡(luò)之間建立通信信道。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指 示符和最終呼叫數(shù)位一起接收所述第一質(zhì)詢，將所述最終呼叫數(shù)位的位分配給所述第一質(zhì) 詢，以有效地增加所述第一質(zhì)詢的長度；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位的位、 和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以 及與指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指示符和最終呼叫數(shù)位一起接收所述第二質(zhì)詢，將所述最終 呼叫數(shù)位的位分配給所述第二質(zhì)詢，以有效地增加所述第二質(zhì)詢的長度；以及使用所述第 二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位的位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述 移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與最終呼叫數(shù)位一起接收所述 第一質(zhì)詢，所述最終呼叫數(shù)位是所述移動(dòng)設(shè)備不可呼叫的號碼；以及使用所述第一質(zhì)詢、所 述最終呼叫數(shù)位的位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響 應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第二質(zhì)詢，所述最終呼叫數(shù)位是所 述移動(dòng)設(shè)備不可呼叫的號碼；以及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述移動(dòng)設(shè)備 的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。
4.一種由移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的與網(wǎng)絡(luò)通信的方法，該方法權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議，該方 法包括生成第一質(zhì)詢(RANDm)；基于所生成的第一質(zhì)詢計(jì)算移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)(AUTHRm)和移動(dòng)密鑰(KEYSm)； 將所述第一質(zhì)詢和所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)； 從所述網(wǎng)絡(luò)(70)接收第二質(zhì)詢(RANDn)；基于所述第二質(zhì)詢計(jì)算網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)(AUTHRn)和網(wǎng)絡(luò)密鑰(KEYSn)； 基于由所述移動(dòng)設(shè)備計(jì)算的移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰生成認(rèn)證密鑰(Km)； 從所述網(wǎng)絡(luò)接收網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼(MACto)；基于所述第二質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰在所述移動(dòng)設(shè)備處生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼 (MACfc)；如果所生成的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼匹配于所接收的網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼，則生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼(MACJ ；以及將所述移動(dòng)消息認(rèn)證代碼發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)，以嘗試建立與所述網(wǎng)絡(luò)的相互認(rèn)證的通信信道。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指 示符和呼叫數(shù)位一起接收所述第一質(zhì)詢，將所述最終呼叫數(shù)位的位分配給所述第一質(zhì)詢， 以有效地增加所述第一質(zhì)詢的長度；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述額外的位、和所述移動(dòng)設(shè) 備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰；以及與所述第二 質(zhì)詢一起接收指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指示符和分配給所述第二質(zhì)詢以有效地增加所述 第二質(zhì)詢的長度的額外的位；以及使用所述第二質(zhì)詢、分配所述第二質(zhì)詢的額外的位、和所 述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述移動(dòng)設(shè)備的UIM與最終呼叫數(shù)位一起接收所述 第一質(zhì)詢，所述最終呼叫數(shù)位是所述移動(dòng)設(shè)備不可呼叫的號碼；以及使用所述第一質(zhì)詢、所 述最終呼叫數(shù)位的位、和所述移動(dòng)設(shè)備的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響 應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰；以及與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第二質(zhì)詢，所述最終呼叫數(shù)位是所 述移動(dòng)設(shè)備不可呼叫的號碼；以及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述移動(dòng)設(shè)備 的UIM中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰。
7.—種由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的與移動(dòng)設(shè)備通信的方法，該方法權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議，該方 法包括向所述移動(dòng)設(shè)備(100)發(fā)送第一質(zhì)詢(RANDn)；從所述移動(dòng)設(shè)備接收網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)(AUTHRn)、第二質(zhì)詢(RANDm)、和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng) (AUTHRm)；基于從所述移動(dòng)設(shè)備接收的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述第一質(zhì)詢計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密鑰(KEYSn)；基于所述第二質(zhì)詢和所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)計(jì)算移動(dòng)密鑰(KEYSm)；基于所述網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的所述網(wǎng)絡(luò)密鑰和所述移動(dòng)密鑰生成認(rèn)證密鑰(Kn)；從所述移動(dòng)設(shè)備接收移動(dòng)消息認(rèn)證代碼(MACfc)；基于所述第二質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰在所述網(wǎng)絡(luò)處生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼(MACtfa)；如果所生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼匹配于從所述移動(dòng)設(shè)備接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼，則 生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼(MACJ ；以及將所述網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼發(fā)送至所述移動(dòng)設(shè)備，以嘗試建立與所述移動(dòng)設(shè)備的相互認(rèn) 證的通信信道。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心與指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指 示符和最終呼叫數(shù)位一起接收所述第一質(zhì)詢，將所述最終呼叫數(shù)位的位分配給所述第一質(zhì) 詢，以有效地增加所述第一質(zhì)詢的長度；以及使用所述第一質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所 述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng)絡(luò)密鑰；以及與 指示呼叫發(fā)起的呼叫類型指示符和分配給所述第二質(zhì)詢以有效地增加所述第二質(zhì)詢的長 度的最終呼叫數(shù)位的位一起接收所述第二質(zhì)詢；以及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù) 位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證中心與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第一質(zhì)詢，所述最終呼叫數(shù)位是所述移動(dòng)設(shè)備不可呼叫的號碼；以及使用所述第一質(zhì)詢、所 述最終呼叫數(shù)位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保密密鑰的值計(jì)算所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)和所述網(wǎng) 絡(luò)密鑰；以及與最終呼叫數(shù)位一起接收所述第二質(zhì)詢，所述最終呼叫數(shù)位是所述移動(dòng)設(shè)備 不可呼叫的號碼；以及使用所述第二質(zhì)詢、所述最終呼叫數(shù)位、和所述認(rèn)證中心中存儲的保 密密鑰的值計(jì)算所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)和所述移動(dòng)密鑰。
10. 一種由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的與移動(dòng)設(shè)備通信的方法，該方法權(quán)衡了 ANSI-41安全協(xié)議，該方 法包括接收第一質(zhì)詢(RANDm)和移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)(AUTHRm)； 基于所述第一質(zhì)詢和所述移動(dòng)認(rèn)證響應(yīng)計(jì)算移動(dòng)密鑰(KEYSm)； 生成第二質(zhì)詢(RANDn)和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)(AUTHRn)； 基于所述第二質(zhì)詢和所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密鑰(KEYSn)；以及 基于由所述網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的所述移動(dòng)密鑰(KEYSm)和網(wǎng)絡(luò)密鑰(KEYSn)生成認(rèn)證密鑰 (Kn)；基于所述第二質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰生成網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼(MACNn)； 將所述第二質(zhì)詢和所述網(wǎng)絡(luò)消息認(rèn)證代碼發(fā)送至所述移動(dòng)設(shè)備(100)； 從所述移動(dòng)設(shè)備接收移動(dòng)消息認(rèn)證代碼(MACfc)；基于所述第一質(zhì)詢和所述認(rèn)證密鑰在所述網(wǎng)絡(luò)處生成移動(dòng)消息認(rèn)證代碼(MACtfa)；以及如果所接收的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼匹配于在所述網(wǎng)絡(luò)處生成的移動(dòng)消息認(rèn)證代碼，則建 立與所述移動(dòng)設(shè)備的相互認(rèn)證的通信信道，其中生成所述第二質(zhì)詢和所述網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)包括 從HSS/VLR向所述網(wǎng)絡(luò)的HLR/AC發(fā)送唯一質(zhì)詢請求； 從所述網(wǎng)絡(luò)的HLR/AC接收唯一隨機(jī)數(shù)(RANDu)和網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證響應(yīng)；以及 將所述唯一隨機(jī)數(shù)與移動(dòng)設(shè)備識別號并置以生成所述第二質(zhì)詢。
全文摘要
提供了一種在網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備兩處建立認(rèn)證密鑰的方法，該方法權(quán)衡了ANSI-41安全協(xié)議。由移動(dòng)設(shè)備生成的認(rèn)證密鑰基于均通過移動(dòng)設(shè)備計(jì)算的移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰兩者。由網(wǎng)絡(luò)生成的認(rèn)證密鑰基于均通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的移動(dòng)密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰兩者?；诰W(wǎng)絡(luò)生成的質(zhì)詢，從移動(dòng)設(shè)備生成的質(zhì)詢和移動(dòng)設(shè)備生成的網(wǎng)絡(luò)密鑰計(jì)算移動(dòng)密鑰。
文檔編號H04L9/32GK101816150SQ200880110031
公開日2010年8月25日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日
發(fā)明者S·帕特爾 申請人:朗訊科技公司