TWI424727B - 網路連線方法 - Google Patents

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網路連線方法
本發明係關於一種網路連線方法，特指一種在「按鍵設定」(Push Button Configuration,PBC)方式下進行無線網路連線之方法。
在網際網路無所不在的現代社會，無線區域網路由於其不需配備纜線的優點而逐漸普及。最早的無線區域網的通訊標準IEEE 802.11發佈於1997年，定義了介質訪問控制層(Media Access Control,MAC)和物理層。在該標準下，兩個通訊設備之間的連線可以設備到設備(ad-hoc)的方式進行，也可以在基地台(Base Station,BS)或者接入點(Access Point,AP)的合作下進行。1999年業界成立了Wi-Fi聯盟，解決生產符合802.11標準的產品和設備相容性等問題。
以目前的技術，要在通訊標準下進行無線網路連線，傳統上使用者要手動製造一個無線網路名稱，即服務組識別碼(Service Set Identifier,SSID)，然後輸入一組安全鑰匙在接入點與用戶端，以防止非允許的登入進入無線網路。這整個過程需要使用者有對於Wi-Fi裝置的背景知識，並有能力設定需要的變更，使用上較為不易。為了確保無線網路的安全並方便使用者進行網路連線，Wi-Fi聯盟在2007年發展了新認證「Wi-Fi保護設定」(Wi-Fi Protected Setup，簡稱WPS)。使用WPS，使用者不需要知道SSID與安全鑰匙或登入密碼，就可以幫AP設定SSID、WPA(Wi-Fi Protected Access)安全鑰匙，以及網路上的能使用WPS的客戶裝置。目前WPS有下列兩種較為普遍方式可設定無線網路，即「識別碼輸入設定」(Pin Input Configuration,PIN)與「按鍵設定」(Push Button Configuration,PBC)。
「識別碼輸入設定」(PIN)就是輸入一組序號建立連線，而「按鍵設定」(PBC)則是透過按鈕的方式進行連線，PBC的按鈕可以是軟體的虛擬按鈕或硬體設備上的真實按鈕。當我們在無線基地臺選擇透過特定方式連線後，用戶端也只需要選擇相同方式，就能建立連線。
PIN與PBC方式的連線過程大同小異。不過因為PIN是直接輸入無線網卡的識別碼(PIN)資料，無線基地台已限制用戶端的範圍，因此建立連線的速度較快。反觀PBC是從基地台按下連線按鈕的一定時間內，無線用戶端再按PBC按鈕才能加入無線網路，因此用戶端會先搜尋無線範圍內，是否有支援WPS的無線基地台，同時該無線基地台需已啟動PBC功能，才能匹配無線連線，相較於PIN方式建立連線的速度較慢，使用上較為不便。
此外，當PBC方式使用在WDS(Wireless Distribution System)上時，由於系統架構上的限制，兩AP間的連線需要在各自的AP上設定上對方的MAC位址，而且需要有相同的SSID與安全機制，這導致使用者需要用乙太網路去設定，同樣使得連線速度較慢，使用上同樣有不便。
有鑑於上述習知技術的缺點，本案發明人乃經悉心試驗與研究，並一本鍥而不捨之精神，終於發明出本案所述之「網路連線方法」，能夠克服上述缺點，以下為本案之簡要說明。
本案之原始構想為發明出一種網路連線方法，尤指一種在「按鍵設定」方式下進行無線網路連線之方法，在連線過程中採用一種識別標籤，該識別標籤是目前WPS定義中不使用的標籤，除了能使網路連線更簡易方便，還能兼顧安全性，甚至不會與既有的系統架構衝突。
依據上述構想，提出一種網路連線方法，係提供一用戶端(client)與一接入點(access point,AP)間的連線方法，該接入點並與一登錄端(registrar)連結；該網路連線方法包括下列步驟：於該用戶端送出包含一識別標籤的一第一登錄訊息，經由該接入點至該登錄端；於該登錄端回應包含一問題標籤的一第二登錄訊息至該用戶端；於該用戶端送出包含一回答標籤的一第三登錄訊息至該登錄端；於該登錄端比對該回答標籤與該問題標籤是否匹配；若上步驟的比對結果是匹配，則於該登錄端送出私人Wi-Fi設定至該用戶端，並於該用戶端接收後連線至該接入點。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其步驟更包括：於該用戶端確認該接入點發送一信標(Beacon)後，送出一探索要求(Probe Request)至該接入點。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中該問題標籤與該回答標籤係採用RC2(Rivest Cipher 2)、RC4(Rivest Cipher 4)、RC5(Rivest Cipher 5)、RC6(Rivest Cipher 6)及高級加密標準(Advanced Encryption Standard，AES)等加密方式任選其一。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中該第一登錄訊息更包括該用戶端的服務組識別碼(Service Set Identifier,SSID)、MAC位址(Media Access Control address)。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中該第二登錄訊息更包括該登錄端的服務組識別碼、MAC位址。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中若比對結果是匹配，根據該第一登錄訊息與該第二登錄訊息設定無線分配系統(Wireless Distribution System,WDS)。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中若比對結果是不匹配，中斷Wi-Fi保護設定(Wi-Fi Protected Setup,WPS)程序。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，應用於按鍵設定(Push Button Configuration,PBC)連線方法。
復依據上述構想，提出一種網路連線方法，係提供一第一接入點與一第二接入點間的連線方法，該第二接入點並與一登錄端連結；該網路連線方法其步驟包括：於該第一接入點送出包含一識別標籤的一第一登錄訊息經由該第二接入點至該登錄端；於該登錄端回應包含一問題標籤的一第二登錄訊息至該第一接入點；於該第一接入點送出包含一回答標籤的一第三登錄訊息至該登錄端；於該登錄端比對該回答標籤與該問題標籤是否匹配；若上述比對結果是匹配，根據該第一登錄訊息與該第二登錄訊息設定無線分配系統，使該第一接入點與該第二接入點完成連線。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其步驟更包括：該識別標籤將第一接入點轉換為一用戶端。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其步驟更包括：於該第一接入點確認該第二接入點發送的一信標後，送出一探索要求至該第二接入點。
其中該第一登錄訊息更包括該用戶端的服務組識別碼、MAC位址。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中該第二登錄訊息更包括該登錄端的服務組識別碼、MAC位址。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中若比對結果是匹配，則於該登錄端送出私人Wi-Fi設定至該第一接入點，並於該第一接入點接收後連線至該第二接入點。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，其中若比對結果是不匹配，中斷Wi-Fi保護設定(Wi-Fi Protected Setup,WPS)程序。
較佳地，本發明所提出之網路連線方法，應用於按鍵設定連線方法。
本案將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得熟習本技藝人士可以據以實施，然本案的實施並非可由下列實施案例而被限制其實施型態。
本發明之第一實施例為在WPS(Wi-Fi Protected Setup)架構下，用戶端使用PBC進行無線區域網路連線的方法，如第一圖所示，其為本發明之第一實施例的流程圖。
首先，當用戶端的使用者按下實體或虛擬的PBC按鈕【步驟11】後，用戶端會使用無線供應服務資訊元素(WPS IE，Wireless Provisioning Services Information Element)找到從基地台(AP)發出的信標(Beacon)【步驟12】。當用戶端確認信標後，會以WPS IE送出探索要求到AP，而AP則以WPS IE做出探索回應【步驟13】。接下來，用戶端進入認證與連結程序，啟動EAPOL(EAP over LAN)，送出包含一識別標籤、服務組識別碼(Service Set Identifier,SSID)以及MAC位址(Media Access Control address)的一第一登錄訊息(M1)到AP【步驟14】，AP再將M1傳送至一登錄端【步驟15】。該登錄端回應包含一問題標籤、SSID以及MAC位址的一第二登錄訊息(M2)至該用戶端【步驟16】。該用戶端送出包含一回答標籤的一第三登錄(M3)訊息至該登錄端【步驟17】。該登錄端比對該回答標籤與該問題標籤是否匹配【步驟18】，若比對結果是匹配，則該登錄端送出私人Wi-Fi設定至該用戶端，並於該用戶端接收後連線至AP【步驟19A】。
在上述實施例中，識別標籤是目前WPS定義中不使用的標籤，此舉可避免與現有的系統架構衝突，甚至可以加強保密性。此外，在某些網路機器中，AP會有一組以上預設的連線設定(即一組以上的SSID及安全鑰匙)，以便於符合特殊需求，但是若不希望任意的用戶端可對其他組的連線設定進行連結，本案之識別標籤的設計就能夠告知AP要連接特定的SSID，使AP將特定的資料透過WPS交給用戶端。
在本案的第一實施例中，M1的識別標籤可設定為例如「1110 1 56(HEX)」，M2的問題標籤則設定為例如「R=(RND(x)% 0x10000)、Qv=RC4(R)、Q=1110 8 Qv」，M3的回答標籤則為例如「1110 8 Qt、A1=RC4(Qt)、Av=RC4(A1+0x0718)、A=1110 8 Av」。在登錄端接收到M3後，得到的M3為例如「1110 8 At、A2=RC4(At)、A3=RC4(Qv+0x0718)」，從語法上分析回答標籤並比對，當A2=A3時，則判斷匹配且客戶可信，並由登錄端送出私人Wi-Fi設定。若A2、A3是不匹配，中斷Wi-Fi保護設定(Wi-Fi Protected Setup,WPS)程序【步驟19B】。
至於該問題標籤與該回答標籤可採用RC2(Rivest Cipher 2)、RC4(Rivest Cipher 4)、RC5(Rivest Cipher 5)、RC6(Rivest Cipher 6)及高級加密標準(Advanced Encryption Standard，AES)等加密方式。如此便能達到本發明的功效。
請參閱第二圖，其為本發明之第二實施例的流程圖，是一種在WDS(Wireless Distribution System)架構下，兩AP間使用PBC進行無線區域網路連線的方法。由於習用技術需要在兩個AP設定關連(即在各自的AP上設定上對方的MAC)，這需要使用者用乙太網路設定，而且需要知道MAC位址、SSID、安全鑰匙，因此本發明將其中一AP轉換為用戶端的身份，就能進行類似第一實施例的步驟。
首先，當一第一AP啟動PBC按鈕【步驟21】後，第一AP會使用WPS IE找到從第二AP發出的信標【步驟22】。當第一AP確認信標後，會以WPS IE送出探索要求到第二AP，而第二AP則以WPS IE做出探索回應【步驟23】。於是，第一AP進入認證與連結程序，啟動EAPOL，送出包含一識別標籤、SSID以及MAC位址的一第一登錄訊息(M1)到第二AP【步驟24】，第二AP再將M1傳送至一登錄端【步驟25】。該登錄端回應包含一問題標籤、SSID以及MAC位址的一第二登錄訊息(M2)至第一AP【步驟26】。第一AP送出包含一回答標籤的一第三登錄(M3)訊息至該登錄端【步驟27】。該登錄端比對該回答標籤與該問題標籤是否匹配【步驟28】，若比對結果是匹配，則該登錄端可以根據M1、M2訊息(包含第一與第二AP的SSID、MAC位址)，設定至WDS列表，使第一AP與第二AP完成連線【步驟29A】。
在第二實施例中，識別標籤同樣是目前WPS定義中不使用的標籤，此舉可避免與現有的系統架構衝突，甚至可以加強保密性。而第二實施例與第一實施例最主要的差別在於，第一AP發出的M1的識別標籤可設定為例如「1110 1 42(HEX)」，此識別標籤可用來隱藏第一AP的真實身份，而使第一AP轉換成一虛擬的用戶端，以便與第二AP進行連線。M2的問題標籤則設定為例如「R=(RND(x)% 0x10000)、Qv=RC4(R)、Q=1110 8 Qv」，M3的回答標籤則為例如「1110 8 Qt、A1=RC4(Qt)、Av=RC4(A1+0x1223)、A=1110 8 Av」。在登錄端接收到M3後，得到的M3為例如「1110 8 At、A2=RC4(At)、A3=RC4(Qv+0x1223)」，從語法上分析回答標籤並比對，當A2=A3時，則判斷匹配且客戶可信，根據M1、M2訊息完成第一AP與第二AP的連線。若A2、A3是不匹配，則中斷Wi-Fi保護設定程序【步驟29B】。
需要特別指出，在第一實施例與第二實施例中，在用同樣的標籤下，兩者採用不同的加解密方法，即Av=RC4(A1+0x0718)與Av=RC4(A1+0x1223)，來達到區辨及保護的功效。至於在第二實施例中的該問題標籤與該回答標籤，同樣可採用RC2(Rivest Cipher 2)、RC4(Rivest Cipher 4)、RC5(Rivest Cipher 5)、RC6(Rivest Cipher 6)及高級加密標準(Advanced Encryption Standard，AES)等加密方式。如此便能達到本發明的功效。此外，當第一AP轉換為虛擬的用戶端後，在經由第二登錄訊息獲得第二AP的SSID與MAC位址後的各步驟，都可任選一步驟將轉換回第一AP的身份，去進行兩AP間的連線。
綜合上述，本發明所提供的連線方法，能在連線過程中採用一種特殊識別標籤，除了能使網路連線更簡易方便，還能兼顧安全性，甚至不會與既有的系統架構衝突。
以上所述之實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。因此，熟悉本技藝之人士可在不違背本發明之精神對上述實施例進行修改及變化，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
11．．．按下PBC按鈕
12．．．用戶端找到AP
13．．．用戶端送出探索要求到AP，接收到AP的探索回應
14．．．用戶端送出包含識別標籤、SSID及MAC位址的第一登錄訊息M1至AP
15．．．AP將M1傳送至登錄端
16．．．登錄端回應包含問題標籤、SSID及MAC位址的第二登錄訊息M2至用戶端
17．．．用戶端送出包含回答標籤的第三登錄訊息M3至登錄端
18．．．登錄端比對回答標籤與問題標籤是否匹配
19A．．．送出私人Wi-Fi至用戶端，用戶端接收後連線至AP
19B．．．中斷Wi-Fi保護設定
21．．．按下PBC按鈕
22．．．第一AP找到第二AP
23．．．第一AP送出探索要求到AP，接收到第二AP的探索回應
24．．．第一AP送出包含識別標籤、SSID及MAC位址的第一登錄訊息M1至第二AP
25．．．第二AP將M1傳送至一登錄端
26．．．登錄端回應包含問題標籤、SSID及MAC位址的第二登錄訊息M2至第一AP
27．．．第一AP送出包含回答標籤的第三登錄訊息(M3)至登錄端
28．．．登錄端比對回答標籤與問題標籤是否匹配
29A．．．登錄端根據M1、M2訊息，設定WDS列表，使第一AP與第二AP完成連線
29B．．．中斷Wi-Fi保護設定
第一圖：本發明之第一實施例的流程圖；及
第二圖：本發明之第二實施例的流程圖。
11．．．按下PBC按鈕
12．．．用戶端找到AP
13．．．用戶端送出探索要求到AP，接收到AP的探索回應
14．．．用戶端送出包含識別標籤、SSID及MAC位址的第一登錄訊息M1至AP
15．．．AP將M1傳送至登錄端
16．．．登錄端回應包含問題標籤、SSID及MAC位址的第二登錄訊息M2至用戶端
17．．．用戶端送出包含回答標籤的第三登錄訊息M3至登錄端
18．．．登錄端比對回答標籤與問題標籤是否匹配
19A．．．送出私人Wi-Fi至用戶端，用戶端接收後連線至AP
19B．．．中斷Wi-Fi保護設定

Claims (14)

  1. 一種網路連線方法，係在WPS(Wi-Fi Protected Setup)架構下以「按鍵設定」(Push Button Configuration,PBC)方式進行連線，該網路連線方法提供一用戶端(client)與一接入點(access point,AP)間的連線方法，該接入點並與一登錄端(registrar)連結；其步驟包括：(a)於該用戶端送出包含一識別標籤的一第一登錄訊息，經由該接入點至該登錄端，其中該識別標籤是目前WPS定義中不使用的標籤；(b)於該登錄端回應包含一問題標籤的一第二登錄訊息至該用戶端；(c)於該用戶端送出包含一回答標籤的一第三登錄訊息至該登錄端；(d)於該登錄端比對該回答標籤與該問題標籤是否匹配；(e)若步驟(d)的比對結果是匹配，則於該登錄端送出私人Wi-Fi設定至該用戶端，並於該用戶端接收後連線至該接入點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中步驟(a)間更包括：於該用戶端確認該接入點發送一信標(Beacon)後，送出一探索要求(Probe Request)至該接入點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該問題標籤與該回答標籤係採用RC2(Rivest Cipher 2)、RC4(Rivest Cipher 4)、RC5(Rivest Cipher 5)、RC6(Rivest Cipher 6)及高級加密標準(Advanced Encryption Standard，AES)等加密方式任選其一。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中步驟(a)中送出的該第一登錄訊息更包括該用戶端的服務組識別碼(Service Set Identifier,SSID)、MAC位址(Media Access Control address)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中步驟(b)中回應的該第二登錄訊息更包括該登錄端的服務組識別碼、MAC位址。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中步驟(e)更包括： 若步驟(d)的比對結果是匹配，根據該第一登錄訊息與該第二登錄訊息設定無線分配系統(Wireless Distribution System,WDS)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中步驟(e)更包括：若步驟(d)的比對結果是不匹配，中斷Wi-Fi保護設定(Wi-Fi Protected Setup,WPS)程序。
  8. 一種網路連線方法，係在WDS(Wireless Distribution System)架構下以「按鍵設定」(Push Button Configuration,PBC)方式進行連線，該網路連線方法提供一第一接入點與一第二接入點間的連線方法，該第二接入點並與一登錄端連結；其步驟包括：(a)於該第一接入點送出包含一識別標籤的一第一登錄訊息經由該第二接入點至該登錄端，其中該識別標籤是目前WPS定義中不使用的標籤，並將該第一接入點轉換為一用戶端；(b)於該登錄端回應包含一問題標籤的一第二登錄訊息至該第一接入點；(c)於該第一接入點送出包含一回答標籤的一第三登錄訊息至該登錄端；(d)於該登錄端比對該回答標籤與該問題標籤是否匹配；(e)若步驟(d)的比對結果是匹配，根據該第一登錄訊息與該第二登錄訊息設定無線分配系統(Wireless Distribution System,WDS)，使該第一接入點與該第二接入點完成連線。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中步驟(a)更包括：於該第一接入點確認該第二接入點發送的一信標(Beacon)後，送出一探索要求(Probe Request)至該第二接入點。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中該問題標籤與該回答標籤係採用RC2(Rivest Cipher 2)、RC4(Rivest Cipher 4)、RC5(Rivest Cipher 5)、RC6(Rivest Cipher 6)及高級加密標準(Advanced Encryption Standard,AES)等加密方式任選其一。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中步驟(a)中送出的該第一登錄訊息更包括該用戶端的服務組識別碼(Service Set Identifier,SSID)、MAC位址(Media Access Control address)。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中步驟(b)中回應的該第二登錄訊息更包括該登錄端的服務組識別碼、MAC位址。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中步驟(e)更包括：若步驟(d)的比對結果是匹配，則於該登錄端送出私人Wi-Fi設定至該第一接入點，並於該第一接入點接收後連線至該第二接入點。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中步驟(e)更包括：若步驟(d)的比對結果是不匹配，中斷Wi-Fi保護設定(Wi-Fi Protected Setup,WPS)程序。
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