CN100568800C - 用于安全远程访问的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于指导客户经过公共网络与服务器建立安全连接的方法，该服务器和客户已经在注册过程中交换了服务器验证公用密钥、客户验证公用密钥以及远程服务唯一标识符，该方法包括步骤：向服务器发送一具有远程服务唯一标识符的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的客户询问信息包；从服务器接收一具有远程服务唯一标识符的服务器信息包和服务器询问信息包，以及一部分所接收的利用客户验证公用密钥加密的客户询问信息，利用客户验证专用密钥以解密及校验服务器询问信息包；以及向服务器发送加密的一部分所接收的客户询问信息。

Description

用于安全远程访问的系统和方法
技术领域
总的来说，本发明涉及一种用于在公共网络上的服务器和客户之间建立安全连接的系统和方法，更具体地说，涉及一种用于提供由服务器安全远程访问客户的方法。
背景技术
参照图1，其中由标号100总体表示一种用于远程软件产品环境的系统。该系统100包括：客户系统102和服务组织系统(service organization system)104。客户系统102包括：软件产品106和服务客户108。服务组织系统104包括：服务网关110和会话端点(session end point)112。服务客户108经过网络114连接到服务网关110。通常，网络114是一公共网络，例如因特网。可选择地，可经过防火墙116将服务客户108和服务网关110连接到网络114。
远程软件产品服务具有很多询问(challenge)，其中包括从客户系统102向服务组织系统104传送诊断数据；从服务组织系统104向客户系统102传送软件产品更新信息以及用于问题诊断的远程故障诊断。
从客户系统102向服务组织系统104传送诊断数据是一问题(issue)，因为诊断数据经常包含敏感的信息。通常，将一文件传送协议(File TransferProtocol，FTP)用于传送文件，即使对于客户不便和对于客户和服务组织两方都不安全也如此。
从服务组织系统104向客户系统102传送软件产品更新信息(例如补丁(fixpak)和服务发布(release))就是一问题，因为提供最新软件产品更新信息的服务组织系统104应当被验证以保证恶意的(malicious)服务器不取代提供预期的软件产品更新信息而提供恶意的软件。通常，利用由互信的第三方发出的证明来验证服务组织系统104。
再者，在客户系统102和服务组织系统104之间的远程诊断的需求提出了几个问题。例如通常由很多组织提供电话支持。电话会议可能容易导致丢失信息，很多差错对电话通信来说是难以避免的。另外，某些客户将远程通信网连接到他们的客户系统102，这是十分不安全的。
当前，还没有一种便利和安全的设备可以缓和这些询问。由于软件和硬件变得更复杂，对于一种便利和安全的远程服务设备的需求变得越来越关键。事实上，已经迫切需要这样一种解决方案。因此，本发明的目的是克服上述缺点或至少将某些上述缺点最小化。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于指导客户经过公共网络与服务器建立安全连接的方法，服务器和客户已经在注册过程中交换了服务器验证公用密钥(Server Authentication Public Key)、客户验证公用密钥(ClientAuthentication Public Key)以及远程服务唯一标识符(Remote Service UniqueIdentifier(RSUID))该方法包括：向服务器发送一具有RSUID的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的客户询问信息包；从服务器接收一具有RSUID的服务器信息包和服务器询问信息包以及一部分所接收的利用客户验证公用密钥加密的客户询问信息，利用客户验证专用密钥以解密及校验服务器询问信息；以及向服务器发送加密的一部分所接收的客户询问信息。
根据本发明的另一个方面，提供一种具有计算机可读介质的计算机程序产品，其明确体现计算机可执行的代码，用于指导客户经过公共网络与服务器建立安全连接，服务器和客户已经在注册过程中交换了服务器验证公用密钥、客户验证公用密钥以及远程服务唯一标识符，该计算机程序产品包括用于指导客户的代码以便：向服务器发送一具有RSUID的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的客户询问信息包；从服务器接收一具有RSUID的服务器信息包和服务器询问信息包以及一部分所接收的利用客户验证公用密钥加密的客户询问信息，利用客户验证专用密钥以解密及校验服务器询问信息包；以及向服务器发送加密的一部分所接收的客户询问信息。
根据本发明的再一个方面，提供一种用于指导客户经过公共网络与服务器建立安全连接的方法，服务器和客户已经在注册过程中交换了服务器验证公用密钥、客户验证公用密钥以及远程服务唯一标识符，该方法包括：从客户接收一具有RSUID的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的客户询问信息包，利用RSUID以检索相关联的服务器验证专用密钥，利用服务器验证专用密钥来解密和校验客户询问信息包；以及向客户发送具有RSUID服务器的信息包和利用客户验证公用密钥加密的服务器询问信息包。
根据本发明的再一个方面，提供一种具有计算机可读介质的计算机程序产品，其明确体现计算机可执行的代码，用于指导服务器经过公共网络与客户建立安全连接，服务器和客户已经在注册过程中交换了服务器验证公用密钥、客户验证公用密钥以及远程服务唯一标识符，该计算机可读介质包括用于指导服务器的代码以便：从客户接收一具有RSUID的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的客户询问信息包以及利用RSUID检索相关联的服务器验证专用密钥，利用客户验证专用密钥解密和校验客户询问信息包；以及向发送具有RSUID的服务器信息包和利用客户验证公用密钥加密的服务器询问信息包。
附图说明
利用如下的附图来解释本发明的实施例，其中：
图1是现有技术的远程软件产品环境的方块图；
图2是表示根据本发明的一个实施例的注册过程的操作的流程图；
图3A和3B是表示根据本发明的一个实施例的在服务器和客户之间建立安全会话的操作的流程图。
在不同的附图中相似的标号代表相似的组成部分。
具体实施方式
下面详细介绍本发明的实施例，其不局限于以任何特定的计算机编程语言来实施本发明。可以用任何计算机编程语言来实施本发明，只要操作系统(OS)提供支持本发明的需求的工具即可。该优选实施例以C或C++计算机编程语言(或结合C++的其它计算机编程语言)来实施本发明。所表现出来的任何限制将是由操作系统的特定类型、计算机系统或计算机编程语言所引起的，不应对本发明构成限制。
如前所述，很多与远程软件产品服务相关的问题起源于与通过因特网远程通信相关联的问题的安全性。这些问题与连接的建立、验证和专用相关。
由于利用因特网实现客户系统102和服务组织系统104之间的通信经常是很方便的，本发明当前的实施例利用因特网连接实现两个系统之间的通信。然而，允许输入连接到因特网的任何系统都处于拒绝服务(Denial ofService(DOS))的危险之中或者受到黑客攻击的威胁。因此，大多数客户不想接受因特网上连接的服务器，因为这样的服务器有将它们的系统曝露于毫无防范因特网中的可能。在启动向外连接到因特网上的服务器时，大多数客户觉得相当安全。
此外，本发明可以具有对可能损坏的功能或敏感数据的访问。因此，保证仅服务组织系统104上的授权远程服务组(team)才具有对客户系统102的访问是很重要的。同样，保证仅服务组织系统104上的授权服务客户108才可连接到服务网关110同样是重要的。
再者，应当对公共网络上流动的任何敏感的数据进行加密，以防止第三方窃听。
根据上述要求，本发明使客户系统102能利用公共网络(例如因特网)和服务组织系统104相连接。此外，本发明使客户系统102能以安全方式和服务组织系统104相连接，同时，向服务组织系统104验证客户系统102的标识，反之亦然。下面详细介绍本发明的操作细节。
如果没有极高的安全性，任何远程服务设备将把服务组织系统的公司和其客户两者置于危险之中。为了保证高安全性和验证，在服务客户108和服务网关110之间执行初始握手(handshake)。
首先，执行用于注册要求远程服务的客户的注册过程。参照表示注册过程的操作的流程图的图2。在步骤202，客户接收一用于区分该客户和其它远程服务客户的远程服务唯一标识符(RSUID)。RSUID不是机密的而是可以由公众共享的。在步骤204，客户接收一机密的验证公用密钥，下文称之为服务器验证公用密钥。服务器验证公用密钥是一个在服务器侧产生的公用/专用密钥对中的公用密钥部分。服务器验证公用密钥与一用于由服务客户108对验证的服务网关110使用的密码相似。因此，每个服务客户108最好只有一个服务器验证公用/专用密钥对。在步骤206，客户产生一公用/专用密钥对。该公用密钥下文称之为客户验证公用密钥，将其提供给服务器。与服务器验证公用密钥相类似，最好，客户验证公用密钥仍然是非公开和机密的。
通常只在注册时执行上述操作。然而，客户可以由于各种原因(例如对于一可疑的安全性破坏)偶尔请求注册。因此，可以看出参照图2介绍的注册过程经常要重复地进行。所以，可以离线进行这种操作，或利用加密来从互信的第三方向客户和服务器传送数据和证明。
一旦客户利用服务器进行注册，就可以建立远程服务会话。参照图3，其是表示用于建立远程会话的步骤的流程图。在步骤302，客户系统启动连接。服务组织系统104向服务网关建立发送控制协议/因特网协议(TCP/IP)的连接或会话。这类似于使客户利用远程通信网协议通过因特网连接到远程系统，尽管如下的步骤保证比远程通信网连接有更高的安全性。
在步骤304，服务网关110产生一临时服务公用/专用密钥对。将未加密的临时服务公用/专用密钥对发送到服务客户108，以在启动会话时使用。
在步骤306，服务组织系统104利用服务器验证公用密钥对客户询问信息包进行加密，该服务器验证公用密钥是在注册操作的步骤204中从服务客户接收的。客户询问信息包包括如下部分：会话计数器，用于识别已经对于这一特定远程服务唯一标识符建立会话的次数；希望用于这一会话的客户会话公用密钥，也可以取代客户会话公用密钥而包括前一会话ID；代表服务器询问字的长度的字长值，最好该长度在64-256字节之间，服务器询问字包括由服务客户108产生的、随机数个随机产生的字节信息；一通常为一整数的标志值，包括一组请求建立诸如单向、双向之类的会话类型的标志。可选择地，客户询问字可以包括一用于识别会话持续时间的会话指示符。
在步骤307，服务客户108利用临时服务器公用密钥来加密客户标识信息包。最好该客户标识信息包独立于软件产品106的软件版本。此外，客户标识信息包包括远程服务唯一标识符和加密的客户询问信息包。
在步骤308，服务客户108向服务网关110发送客户标识信息包。在步骤309，服务网关110利用临时服务专用密钥来解密客户标识信息包。使用远程服务唯一标识符来查看对应的服务器验证公用密钥，而该服务器验证公用密钥被用于尝试对客户询问信息包解密。
在步骤310，确定服务网关110是否可以将客户询问信息包解密。即，如果服务网关110可以解释和校验客户询问信息包，就对服务客户108进行验证，服务网关110处理步骤314。如果服务网关110不能将客户询问信息包解密，则处理步骤312。
在步骤312，服务网关110向服务客户108发送一出错消息，并立即关闭该连接。立即关闭该连接对于降低相关于TCP/IP连接建立的拒绝服务攻击的影响来说是重要的。
在步骤314，服务网关110利用客户验证公用密钥来将客户询问信息包加密，该客户验证公用密钥在注册操作的步骤206中从服务客户接收的。服务器询问信息包包括如下各部分：已经为这一远程服务唯一标识符建立服务会话的次数；服务网关希望在会话持续时间段中使用的服务器会话公用密钥，也可以取代客户会话公用密钥而包括前一会话ID；被返回以证明服务网关能解密客户询问信息包的服务器询问字；通常为整数的确认标志值，包括确认要建立的会话的类型的一组标志；大量(例如256字节)随机产生的客户询问字和会话标识符(ID)。可选择地，客户询问信息包可以包括用于确认会话持续时间的会话指示符。
在步骤316，服务网关110利用从服务客户108接收的客户标识信息包中的客户会话公用密钥，来对服务器标识信息包进行加密。如果服务器标识信息包包括会话ID，而不是客户会话公用密钥，则使用与会话ID相关联的客户会话公用密钥来对服务器标识信息包进行加密。服务器标识信息包包括远程服务唯一标识符和服务器询问信息包。在步骤318，服务网关110向服务客户108发送服务器标识信息包。
在步骤320，服务客户108使用客户会话专用密钥来对服务器标识信息包进行解密，并使用客户验证专用密钥尝试对服务器询问信息包进行解密。
在步骤322，确定服务客户108是否可以将服务器询问信息包解密。即，如果服务客户108可以解释和校验服务器询问信息包，就对服务网关110进行验证，并且服务客户108处理步骤326。如果服务客户108不能将服务器询问信息包解密，则处理步骤324。
在步骤324，服务客户108向服务网关110发送一出错消息，并立即关闭该连接。在步骤326，服务客户利用服务器会话公用密钥来将所接收的客户询问字和会话标识符(ID)加密，该服务器会话公用密钥在客户询问信息包中接收的。如果服务器询问信息包取代服务器会话公用密钥而包括前一会话ID，则使用与前一ID相关联的服务器会话公用密钥，以对服务器询问字和当前的会话ID进行加密。在步骤328，将进行加密的服务器询问字和会话ID字发送到服务网关110，以证明服务客户108能将服务器询问信息包解密。
这样，在服务客户108和服务网关110之间已经建立远程、安全、验证和加密的连接。通过利用两侧交换的会话密钥来执行对该连接的加密，所述会话密钥在发送之前被加密两次。
每一新建立的会话可以利用远程服务唯一标识符和会话ID唯一地识别。当创建一新会话时，服务网关110向一缺省会话操纵设备发出一会话通知。该通知包括远程服务唯一标识符、会话ID和新产生的内部会话密码。该缺省会话操纵设备可以是一个或多个服务分析人员，也可以是一自动服务程序。
会话可以在会话操纵设备之间传送，其中由人、计算机程序或其它操纵设备操纵会话操纵设备。此外，会话可以在任何数目的会话操纵设备之间传送，其中在任何指定时间可以由一个以上的会话操纵设备操纵会话。再者，任何类型的远程服务能力或设备可以利用该安全服务会话。
如果由于网络故障或其它原因会话被过早地中断，可以将会话ID用于重新建立连接。因此，最好两侧都存储会话ID、远程侧的公用密钥和关于会话的本地侧的专用密钥。仅可从客户系统重新建立会话。
客户可以在任何时间对远程服务注册或重新注册，这提供了另外级别的安全性。对于希望更安全的客户，当出现重要问题时他们可以选择仅注册远程服务。
虽然作为一个方法介绍了以上所述的用于建立安全会话的方法，实际上可以作为两个彼此独立的相关方法来实施该方法。第一方法包括该尝试验证和连接到服务器的客户法。第二方法包括该尝试验证和连接到客户的服务器法。未验证的客户可能试图连接到服务器，客户也可能试图连接到未验证的服务器。然而，仅当未验证的客户可以试图连接到未验证的服务器时，才建立安全会话。
尽管主要参照本发明的一个方法方面介绍了上述实施例，但本发明可以用另外的形式体现。按照本发明的另一个方面，提供一种具有计算机可读介质的计算机程序产品，其明确体现计算机可执行的指令，用于指导计算机系统实施任何如上述的方法。应认识到，计算机程序产品可以是软盘、硬盘或其它用于长期存储计算机可执行指令的介质。
按照本发明的另一个方面，提供一种具有载有计算机可读信号介质的制品，并在该介质中具有一文件(article)，用于指导计算机系统实施任何如上述的方法。应认识到，程序编制器的供应商可以将该文件上载到网络(例如因特网)，用户可以经过网络下载到他们各自的计算机系统。
应认识到，可以改变某些元件以适应本发明对于特定条件或功能。本发明的原理可以进一步扩展到明确处在本发明范围内的各种其它应用。因此，所介绍的本发明对于优选实施例实施时，对于本领域技术人员来说很明显，在不脱离在本发明的优选实施例描述中所述的本发明的基本原理的情况下，可以对本发明进行修改和补充。因此，意在将所要保护的以文字形式的专利应仅由所提出的权利要求的范围来限定。

Claims (10)

1.一种用于指导客户经过网络与服务器建立安全连接的方法，该方法包括：
(a)在注册过程中，在客户和服务器之间交换服务器验证公用密钥、客户验证公用密钥、和远程服务唯一标识符；
(b)从客户向服务器发送利用临时服务器公用密钥加密的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的并指示客户会话公用密钥的客户询问信息包，其中所述客户信息包包括远程服务唯一标识符；
(c)在服务器处接收具有远程服务唯一标识符的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的客户询问信息包，并利用临时服务器专用密钥来解密所接收的客户信息包；
(d)利用所接收的远程服务唯一标识符作为索引来检索相关联的服务器验证专用密钥；
(e)利用服务器验证专用密钥来解密和校验客户询问信息包；
(f)从服务器向客户发送利用在所接收的客户信息包中指示的客户会话公用密钥加密的服务器信息包和利用客户验证公用密钥加密的并指示服务器会话公用密钥的服务器询问信息包，其中，服务器信息包包括远程服务远程服务唯一标识符；
(g)在客户处接收具有远程服务唯一标识符的服务器信息包和利用客户验证公用密钥加密的服务器询问信息包，且利用客户会话专用密钥来解密所接收的服务器信息包；
(h)利用客户验证专用密钥以解密及校验服务器询问信息包；以及
(i)向服务器发送利用在所接收的服务器信息包中所指示的服务器会话公用密钥加密的一部分所接收的服务器询问信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)进一步包括：
(b.1)发送包括客户会话公用密钥的客户询问信息包。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)进一步包括：
(b.1)发送包括前一会话ID的客户询问信息包，以使服务器能选择与前一会话ID相关联的客户会话公用密钥。
4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(f)进一步包括：
(f.1)发送包括服务器会话公用密钥的服务器询问信息包。
5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(f)进一步包括：
(f.1)发送包括前一会话ID的服务器询问信息包，以使服务器能选择与前一会话ID相关联的客户会话公用密钥。
6.一种用于指导客户经过网络与服务器建立安全连接的装置，该装置包括：
在注册过程中，在客户和服务器之间交换服务器验证公用密钥、客户验证公用密钥、和远程服务唯一标识符的注册部件；
从客户向服务器发送利用临时服务器公用密钥加密的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的并指示客户会话公用密钥的客户询问信息包的启动部件，其中所述客户信息包包括远程服务唯一标识符；
在服务器处接收具有远程服务唯一标识符的客户信息包和利用服务器验证公用密钥加密的客户询问信息包，并利用临时服务器专用密钥来解密所接收的客户信息包的服务器接收部件；
利用所接收的远程服务唯一标识符作为索引来检索相关联的服务器验证专用密钥的索引部件；
利用服务器验证专用密钥来解密和校验客户询问信息包的确认部件；
从服务器向客户发送利用在所接收的客户信息包中指示的客户会话公用密钥加密的服务器信息包和利用客户验证公用密钥加密的并指示服务器会话公用密钥的服务器询问信息包的发送部件，其中，服务器信息包包括远程服务唯一标识符；
在客户处接收具有远程服务唯一标识符的服务器信息包和利用客户验证公用密钥加密的服务器询问信息包，且利用客户会话专用密钥来解密所接收的服务器信息包的客户接收部件；
利用客户验证专用密钥以解密及校验服务器询问信息包的解密部件；以及
向服务器发送利用在所接收的服务器信息包中所指示的服务器会话公用密钥加密的一部分所接收的服务器询问信息的响应部件。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述启动部件包括：
会话密钥部件，用于在客户询问信息包内放置客户会话公用密钥。
8.如权利要求6所述的装置，其中所述启动部件包括：
会话追踪部件，用于在客户询问信息包内放置前一会话ID，以使服务器能选择与前一会话ID相关联的客户会话公用密钥。
9.如权利要求6所述的装置，其中所述发送部件包括：
会话部件，用于在服务器询问信息包内放置服务器会话公用密钥。
10.如权利要求6所述的装置，其中所述发送部件包括：
会话追踪部件，用于在服务器询问信息包内放置前一会话ID，以使客户能选择与前一会话ID相关联的服务器会话公用密钥。
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