CN101026864A - 接入点及其确定预共享密钥的方法 - Google Patents

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Abstract

一种接入点，用于确定接入点与其通信范围内的多个其他接入点是否支持相同的预共享密钥，其包括造假模块及虚移动站。造假模块用于造假虚移动站。虚移动站包括认证子模块、连线子模块及握手子模块。认证子模块用于与多个其他接入点进行认证。连线子模块用于与多个其他接入点进行连线。握手子模块用于与多个其他接入点进行四次握手，并判断多个其他接入点与所述接入点是否支持相同的预共享密钥。上述接入点可使与其通信的移动站预先得知接入点范围内的其他接入点与所述接入点是否支持相同预共享密钥，从而节省移动站的漫游时间。

Description

接入点及其确定预共享密钥的方法
【技术领域】
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种接入点及其确定预共享密钥的方法。
【背景技术】
在无线通信系统中，移动站(mobile station)若采用预共享密钥(Pre-shared Key，PSK)连线方式，则与其通信的接入点必须支持相同PSK连线方式。所谓相同PSK是指，两者皆采用PSK模式，且两者PSK的密钥(Key)相同。故，采用PSK的移动站需要进行漫游，则必须找到支持相同PSK的接入点。
在传统的方法中，移动站若要进行漫游，先与旧的接入点(即与移动站通信的接入点)断线，再重新扫描新的接入点。移动站对所扫描的接入点进行探测连线，若发现与所述接入点支持不同的PSK，则再对另一个接入点进行探测连线，直到找到支持相同PSK的接入点。此种方法造成移动站的漫游时间的浪费。
【发明内容】
有鉴于此，需要提供一种接入点，可使与其通信的移动站预先得知所述接入点范围内的其他接入点与所述接入点是否支持相同预共享密钥(Pre-shared Key，PSK)，从而节省移动站的漫游时间。
此外，还需要提供一种确定PSK的方法，可使移动站预先得知接入点是否支持相同PSK，从而节省移动站的漫游时间。
一种接入点，用于确定接入点与其范围内的多个其他接入点是否支持相同的PSK，其包括造假模块及虚移动站。造假模块用于造假虚移动站。虚移动站包括认证子模块、连线子模块及握手子模块。认证子模块用于与多个其他接入点进行认证。连线子模块用于与多个其他接入点进行连线。握手子模块用于与多个其他接入点进行四次握手，并判断多个其他接入点与所述接入点是否支持相同的PSK。
一种确定预共享密钥的方法，包括以下步骤：提供第一接入点，其通信范围内包括多个第二接入点；通过第一接入点造假虚移动站；使虚移动站与其中一个第二接入点进行认证；使虚移动站与第二接入点进行连线；使虚移动站与第二接入点进行四次握手；通过虚移动站判断四次握手是否成功；及若四次握手成功，则确定虚移动站与第二接入点支持相同的预共享密钥。
上述接入点可使与其通信的移动站预先得知所述接入点范围内的其他接入点与所述接入点是否支持相同预共享密钥，从而节省移动站的漫游时间。
【附图说明】
图1是本发明确定预共享密钥的方法的实施环境图。
图2是本发明接入点一实施方式的模块图。
图3是本发明接入点另一实施方式的模块图。
图4是本发明确定预共享密钥的方法一实施方式的流程图。
图5是图4中确定预共享密钥的方法的具体流程图。
图6是本发明确定预共享密钥的方法另一实施方式的流程图。
【具体实施方式】
参阅图1，为本发明确定预共享密钥的方法的实施环境图。在本实施方式中，无线通信系统包括第一接入点100、多个第二接入点200及移动站(mobile station)300。其中，第一接入点100包括虚移动站120，虚移动站120为移动站100中假造的移动站。移动站300可为行动计算机、个人数字助理(PDA)等行动电子装置。
移动站300与第一接入点100进行通信，两者支持相同PSK(Pre-sharedKey，PSK)，但移动站300需从第一接入点100漫游到多个第二接入点200之一。多个第二接入点200在第一接入点100的通信覆盖范围内。第一接入点100可通过虚移动站120与每一第二接入点200进行认证、连线及四次握手(4-way handshake)，进而得知每一第二接入点200与第一接入点100是否支持相同PSK，即每一第二接入点200与移动站300是否支持相同的PSK。然后，第一接入点100将多个第二接入点200的PSK状态传送给移动站300。移动站300得知多个第二接入点200的PSK状态后，可选择支持相同PSK的第二接入点200进行通信，从而节省漫游时间。
参阅图2，为本发明实施方式中第一接入点100的模块图。在本实施方式中，第一接入点100包括造假模块110及虚移动站120。造假模块110用于造假虚移动站120。在本实施方式中，造假模块110造假媒体存取控制(Media Access Control，MAC)地址，当第一接入点100通过造假的MAC地址发送帧给第二接入点200时，第二接入点200会将其视为新的移动站，即虚移动站120。虚移动站120包括认证子模块121、连线子模块122及握手子模块123。
认证子模块121用于与多个第二接入点200进行认证。在本实施方式中，认证子模块121传送认证请求帧(Authentication Request Frame)给第二接入点200，第二接入点200会回送认证回应帧(Authentication ResponseFrame)，然后，认证子模块121接收认证回应帧。从而，虚移动站120与第二接入点200之间的认证完成。
连线子模块122用于与多个第二接入点200进行连线。在本实施方式中，当认证子模块121与第二接入点200完成认证后，连线子模块122传送连线请求帧(Association Request Frame)给第二接入点200，第二接入点200会回送连线回应帧(Association Response Frame)，然后，连线子模块122接收连线回应帧。从而，虚移动站120与第二接入点200之间的连线完成。
握手子模块123用于与多个第二接入点200进行四次握手(4-WayHandshake)，并判断多个第二接入点200与虚移动站120是否支持相同PSK，即多个第二接入点200与第一接入点100是否支持相同的PSK。在本实施方式中，当连线子模块122与第二接入点200完成连线后，握手子模块123与第二接入点200进行四次握手。四次握手包括以下步骤：第一步：第二接入点200传送第一局域网延伸认证协议密钥(ExtensiveAuthentication Protocol Over LAN，EAPOL-Key)帧(Frame)给握手子模块123。其中，第一EAPOL-Key帧包括一个第二接入点200在一定的密钥(Key)的前提下不出现第二次的值(Access point no once，ANonce)。第二步：握手子模块123传送第二EAPOL-Key Frame给第二接入点200。其中，第二EAPOL-Key帧包括一个虚移动站120在一定的密钥的前提下不出现第二次的值(Station no once，SNonce)。第三步：第二接入点200传送第三EAPOL-Key帧给握手子模块123。其中，第三EAPOL-Key帧包括密钥(Key)信息完整代码(Message Integrity Code，MIC)字段，Key MIC字段包括第二接入点200根据ANonce、SNonce及第二接入点200的密钥所计算的第二接入点200的MIC值。第四步：若四次握手成功，则握手子模块123传送第四EAPOL-Key Frame给第二接入点200，以表明四次握手成功；若四次握手不成功，则握手子模块123传送解除连线帧给第二接入点200或无响应。从而，四次握手结束。
握手子模块123在四次握手的第三步后即可判断四次握手是否成功。在本实施方式中，握手子模块123根据ANonce、SNonce及虚移动站120的密钥计算虚移动站120的MIC值，并判断第二接入点200的MIC值与虚移动站120的MIC值是否相同。若相同，则四次握手成功，即虚移动站120与第二接入点200支持相同PSK。若不相同，则四次握手失败，即虚移动站120与第二接入点200支持不相同的PSK。故，在四次握手的第四步中，若四次握手成功，则握手子模块123传送第四EAPOL-Key Frame给第二接入点200；若四次握手失败，握手子模块123传送解除连线帧给第二接入点200或无响应。
在另一实施方式中，第一接入点100还可通过虚移动站120传送加入流量规格(ADD Traffic Spec，ADDTS)的请求帧给多个第二接入点200，而得知多个第二接入点200的存取控制(Admission Control，AC)等级状态。AC等级包括最大努力(Best Effort，BE)、背景传输(Background，BK)、视讯(Video，VI)及声音(Voice，VO)四个等级。在本实施方式中，AC等级状态是指多个第二接入点200是否接受使用VO等级的移动站。然后，第一接入点100将多个第二接入点200的AC等级状态传送给移动站300。移动站300得知多个第二接入点200的AC等级状态后，若需使用VO等级传送数据，可选择接受使用VO等级的移动站的第二接入点200进行通信，从而进一步节省漫游时间。
第二接入点200限制使用VO等级的移动站的数目，例如，使用网络语音(Voice over Internet Protocol，VoIP)的移动站，以保证VoIP的服务质量。故，当第二接入点200所支持的移动站的数目达到一个预定数目，通常是8个移动站，第二接入点200不再接受其它使用VO等级的移动站。
参阅图3，为本发明另一实施方式中第一接入点100’的模块图。本实施方式的第一接入点100’与图2的第一接入点100相似，但，虚移动站120’更包括等级子模块124。等级子模块124用于确定多个第二接入点200的AC等级状态。本实施方式中其它模块与上述实施方式相同，因此省略说明。
在本实施方式中，当握手子模块123与第二接入点200完成四次握手后，等级子模块124传送ADDTS的请求帧给第二接入点200，以请求使用VO等级传送数据。第二接入点200收到ADDTS请求帧后，会回送ADDTS回应帧。ADDTS回应帧包括状态代码(State Code)字段，用以表明第二接入点200是否接受ADDTS请求帧，即用以表明是否接受使用VO等级的移动站。若状态代码字段为0，则第二接入点200接受ADDTS请求帧；若状态代码字段不为0，则第二接入点200不接收ADDTS请求帧。
故，等级子模块124接收ADDTS回应帧后，可根据ADDTS回应帧的状态代码字段确定第二接入点200的AC等级状态。若状态代码字段为0，则确定第二接入点200接受使用VO等级的移动站；若状态代码字段不为0，则确定第二接入点200不接受使用VO等级的移动站。
参阅图4，为本发明确定PSK的方法一实施方式的流程图。在本实施方式中，第一接入点100需确定每一第二接入点200是否与第一接入点100支持相同的PSK。
在步骤S400，第一接入点100造假虚移动站120。在步骤S402，虚移动站120与第二接入点200进行认证。在步骤S404，虚移动站120与第二接入点200进行连线。在步骤S406，虚移动站120与第二接入点200进行四次握手。在步骤S408，虚移动站120判断四次握手是否成功。若四次握手成功，在步骤S410，虚移动站120确定虚移动站120与第二接入点200支持相同PSK，即第二接入点200与第一接入点100支持相同的PSK。若四次握手失败，在步骤S412，虚移动站120确定虚移动站120与第二接入点200支持不同的PSK，即第二接入点200与第一接入点100支持不同的PSK。
参阅图5，为图4中确定PSK的方法的具体流程图。
在步骤S500，第一接入点100造假虚移动站120。在本实施方式中，第一接入点100造假MAC地址，当第一接入点100通过造假的MAC地址发送帧给第二接入点200时，第二接入点200会将其视为新的移动站，即虚移动站120。
在步骤S502，虚移动站120传送认证请求帧给第二接入点200。在本实施方式中，第二接入点200接收认证请求帧后，会回送认证回应帧。在步骤S504，虚移动站120从第二接入点200接收认证回应帧。从而，虚移动站120与第二接入点200之间的认证完成。
在步骤S506，虚移动站120传送连线请求帧给第二接入点200。在本实施方式中，第二接入点200接收连线请求帧后，会回送连线回应帧。在步骤S508，虚移动站120从第二接入点200接收连线回应帧。从而，虚移动站120与第二接入点200之间的连线完成。
在步骤S510，虚移动站120从第二接入点200接收第一EAPOL-Key帧。其中，第一EAPOL-Key帧包括一个ANonce。在步骤S512，虚移动站120传送第二EAPOL-Key帧给第二接入点200。其中，第二EAPOL-Key帧包括一个SNonce。
在步骤S514，虚移动站120从第二接入点200接收第三EAPOL-Key帧。其中，第三EAPOL-Key Frame包括Key MIC字段，Key MIC字段包括第二接入点200根据ANonce、SNouce及第二接入点200的密钥所计算的第二接入点200的MIC值。
在步骤S516，虚移动站120根据ANonce、SNonce及虚移动站120的密钥计算虚移动站120的MIC值。
在步骤S518，虚移动站120判断第二接入点200的MIC值与虚移动站120的MIC值是否相同。
若两个MIC值相同，则四次握手成功，在步骤S520，虚移动站120确定虚移动站120与第二接入点200支持相同PSK。
若两个MIC值不同，则四次握手失败，在步骤S522，虚移动站120确定虚移动站120与第二接入点200支持不相同的PSK。
若四次握手成功，则虚移动站120传送第四EAPOL-Key帧给第二接入点200；若四次握手失败，虚移动站120传送解除连线帧给第二接入点200或无响应。
参阅图6，为本发明确定PSK的方法另一实施方式的流程图。本实施方式中的步骤S600、S602、S604、S606、S608、S610及S612皆与图4中的S400、S402、S404、S406、S408、S410及S412相同。但，在步骤S614，虚移动站120传送ADDTS请求帧给第二接入点200，以请求使用VO等级传送数据。第二接入点200收到ADDTS请求帧后，会回送ADDTS回应帧。ADDTS回应帧包括状态代码(State Code)字段，用以表明第二接入点200是否接受ADDTS请求帧，即用以表明是否接受使用VO等级的移动站。
在步骤S616，虚移动站120接收ADDTS回应帧，并根据ADDTS回应帧确定第二接入点200的AC等级状态。在本实施方式中，AC等级状态是指第二接入点200是否接受使用VO等级的移动站。虚移动站120根据ADDTS回应帧的状态代码字段确定第二接入点200的AC等级状态。若状态代码字段为0，则虚移动站120确定第二接入点200接受ADDTS请求帧，即第二接入点200接受使用VO等级的移动站；若状态代码字段不为0，则确定第二接入点200不接受ADDTS请求帧，即第二接入点200不接受使用VO等级的移动站。
在本发明实施方式中，第一接入点100预先得知其范围内的多个第二接入点200是否支持相同PSK。然后，第一接入点100可通过信标帧(Beacon Frame)的信息元(Information Element，IE)告知移动站300，或通过第一接入点100与移动站300之间预定义的媒体存取控制协议数据单元(MAC Protocol Data Unit，MPDU)告知移动站300。当移动站300得知多个第二接入点200是否支持相同PSK后，可在多个第二接入点200中选择支持相同PSK的第二接入点200进行通信，从而节省漫游时间。
另外，本发明的第一接入点100还可预先得知其范围内多个第二接入点200的AC等级状态，同样可通过信标帧的信息元告知移动站300，或通过第一接入点100与移动站300之间预定义的MPDU告知移动站300。当移动站300得知多个第二接入点200的AC等级状态后，若需使用VO等级传送数据，则可在多个第二接入点200中选择接受使用VO等级的移动站的第二接入点200进行通信，进一步节省漫游时间。

Claims (15)

1.一种接入点，用于确定所述接入点与其通信范围内的多个其他接入点是否支持相同的预共享密钥，其特征在于所述接入点包括造假模块及虚移动站，所述造假模块用于造假所述虚移动站，所述虚移动站包括：
认证子模块，用于与所述其他接入点进行认证；
连线子模块，用于与所述其他接入点进行连线；及
握手子模块，用于与所述其他接入点进行四次握手，并判断所述其他接入点与所述接入点是否支持相同的预共享密钥。
2.如权利要求1所述的接入点，其特征在于：所述虚移动站更包括等级子模块，用于确定所述其他接入点的存取控制等级状态。
3.如权利要求2所述的接入点，其特征在于：所述其他接入点的存取控制等级状态包括所述其他接入点是否接受使用声音等级的移动站。
4.一种确定预共享密钥的方法，其特征在于包括以下步骤：
提供第一接入点，其通信范围内包括多个第二接入点；
通过所述第一接入点造假虚移动站；
使所述虚移动站与其中一个第二接入点进行认证；
使所述虚移动站与所述第二接入点进行连线；
使所述虚移动站与所述第二接入点进行四次握手；
通过所述虚移动站判断四次握手是否成功；及
若四次握手成功，则确定所述虚移动站与所述第二接入点支持相同的预共享密钥。
5.如权利要求4所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于更包括以下步骤：
若四次握手不成功，则确定所述虚移动站与所述第二接入点支持不同的预共享密钥。
6.如权利要求4所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于更包括以下步骤：
通过所述虚移动站传送加入流量规格的请求帧给所述第二接入点；及
通过所述虚移动站从所述第二接入点接收加入流量规格的回应帧，并根据所述加入流量规格的回应帧确定所述第二接入点的存取等级状态。
7.如权利要求6所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：所述第二接入点的存取控制等级状态包括所述第二接入点是否接受使用声音等级的移动站。
8.如权利要求4所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：通过所述第一接入点造假所述虚移动站的步骤包括以下步骤：
造假媒体存取控制地址。
9.如权利要求4所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：使所述虚移动站与所述第二接入点进行认证的步骤包括以下步骤：
通过所述虚移动站传送认证请求帧给所述第二接入点；及
通过所述虚移动站从所述第二接入点接收认证回应帧。
10.如权利要求4所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：使所述虚移动站与所述第二接入点进行连线的步骤包括以下步骤：
通过所述虚移动站传送连线请求帧给所述第二接入点；及
通过所述虚移动站从所述第二接入点接收连线回应帧。
11.如权利要求4所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：使所述虚移动站与所述第二接入点进行四次握手的步骤包括以下步骤：
通过所述虚移动站从所述第二接入点接收第一局域网延伸认证协议密钥帧，其中，所述第一局域网延伸认证协议密钥帧包括一个所述第二接入点在一定的密钥的前提下不出现第二次的值；
通过所述虚移动站传送第二局域网延伸认证协议密钥帧给所述第二接入点，其中，所述第二局域网延伸认证协议密钥帧包括一个所述虚移动站在一定的密钥的前提下不出现第二次的值；及
通过所述虚移动站从所述第二接入点接收第三局域网延伸认证协议密钥帧，其中，所述第三局域网延伸认证协议密钥帧包括所述第二接入点根据所述第二接入点在一定的密钥的前提下不出现第二次的值、所述虚移动站在一定的密钥的前提下不出现第二次的值及所述第二接入点的密钥所计算的所述第二接入点的信息完整代码值。
12.如权利要求11所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：通过所述虚移动站判断四次握手是否成功的步骤包括以下步骤：
根据所述第二接入点在一定的密钥的前提下不出现第二次的值、所述虚移动站在一定的密钥的前提下不出现第二次的值及所述虚移动站的密钥计算所述虚移动站的信息完整代码值；及
判断所述第二接入点的信息完整代码值与所述虚移动站的信息完整代码值是否相同；及
若所述第二接入点的信息完整代码值与所述虚移动站的信息完整代码值相同，则四次握手成功。
13.如权利要求12所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：使所述虚移动站与所述第二接入点进行四次握手的步骤更包括以下步骤：
通过所述虚移动站传送第四局域网延伸认证协议密钥帧给所述第二接入点。
14.如权利要求12所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：使所述虚移动站与所述第二接入点进行四次握手的步骤更包括以下步骤：
若所述第二接入点的信息完整代码值与所述虚移动站的信息完整代码值不相同，则四次握手失败。
15.如权利要求14所述的确定预共享密钥的方法，其特征在于：使所述虚移动站与所述第二接入点进行四次握手的步骤更包括以下步骤：
通过所述虚移动站传送解除连线帧给所述第二接入点。
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