CN101729257A - 电缆调制解调器及其数字证书更新方法 - Google Patents

电缆调制解调器及其数字证书更新方法 Download PDF

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Abstract

一种电缆调制解调器及其数字证书更新方法，该电缆调制解调器包括：判断模块，用于根据该电缆调制解调器现有的数字证书，判断是否需要更新数字证书；请求模块，用于发送更新请求数据包给认证中心；分析模块，用于监测并分析收到的数据包，以获得来自于认证中心的更新请求响应数据包；及写入模块，用于将更新请求响应数据包中重新签发的数字证书写入电缆调制解调器的存储器中并取代现有的数字证书。利用本发明，能够安全地更新数字证书，确保电缆调制解调器在期望期限内正常使用。

Description

电缆调制解调器及其数字证书更新方法
技术领域
本发明涉及一种电子设备及其安全管控方法，特别是关于一种电缆调制解调器及其数字证书更新方法。
背景技术
随着通信和信息技术的发展，传统的三大信息网络(电信网、计算机网、有线电视网)正在相互渗透、相互融合。光纤/同轴电缆混合网(Hybrid Fiber/coax，HFC)利用现有的有线电视网，以其先进的光纤传输技术和带宽优势，成为兼容电话、有线电视和计算机联网功能的宽带综合信息网。
然而，由于HFC网络自身采用共享信道的拓扑结构，用户可以收到网上传输的所有数据，因此存在很大的安全隐患。用户可能假冒或伪装成其他网络终端向服务器发出申请，获取未经授权的业务，或者假冒服务器终端发出非法应答。黑客也可能在公共线路上侦听、窃取、恶意篡改信息，严重者可以导致整个网络阻塞甚至瘫痪。因此，确保数据在HFC网络上的安全非常重要。
为此，每一个电缆调制解调器(Cable Modem，CM)都固化了一个经过认证中心(Certificate Authority，CA)签发的数字证书，该数字证书包括一对配套的密钥(即密钥对)。在基线加密(BPI)协议中，电缆调制解调器前端系统(Cable Modem TerminalSystem，CMTS)通过该数字证书来验证CM的合法身份，有效的防止了伪装者盗用其他合法用户的可能。
CM的数字证书有一个有效期，例如20年。当数字证书到期后，CM的合法身份失效，用户就不能利用CM享受HFC网络提供的服务。如果数字证书具有较短的有效期，或者数字证书快要到期，为了确保用户能够在较长期限内正常使用，需要对CM更新数字证书。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种可更新数字证书的电缆调制解调器。
此外，还有必要提出一种电缆调制解调器数字证书更新方法。
一种可更新数字证书的电缆调制解调器，包括：判断模块，用于根据该电缆调制解调器现有的数字证书，判断是否需要更新数字证书；请求模块，用于发送更新请求数据包给认证中心；分析模块，用于监测并分析收到的数据包，以获得来自于认证中心的更新请求响应数据包；及写入模块，用于将更新请求响应数据包中重新签发的数字证书写入电缆调制解调器的存储器中并取代现有的数字证书。
一种电缆调制解调器数字证书更新方法，包括步骤：当需要更新数字证书时，发送更新请求数据包给认证中心；监测并分析收到的数据包，以获得来自于认证中心的更新请求响应数据包；及将更新请求响应数据包中重新签发的数字证书写入电缆调制解调器的存储器中并取代现有的数字证书。
利用本发明，能够安全地更新数字证书，确保电缆调制解调器在期望期限内正常使用。
附图说明
图1为本发明电缆调制解调器较佳实施例的运行环境示意图。
图2为本发明电缆调制解调器较佳实施例的功能模块图。
图3为本发明电缆调制解调器数字证书更新方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明电缆调制解调器较佳实施例的运行环境示意图。电缆调制解调器(Cable Modem，CM)2运行于数字证书更新系统5中，数字证书更新系统5还包括：电缆调制解调器前端系统(Cable Modem Terminal System，CMTS)1、用户端前置设备(CustomPremise Equipment，CPE)3及认证中心(Certificate Authority，CA)4。电缆调制解调器2通过以太网接口或USB接口与用户端前置设备3相连。电缆调制解调器2接收来自于用户端前置设备3的数据包，将其调制成射频信号并形成上行数据送到电缆调制解调器前端系统1，以及将下行的射频信号调制为数字信号输出到用户端前置设备3。电缆调制解调器前端系统1通过光纤/同轴电缆混合(Hybrid Fiber/coax，HFC)网与至少一个电缆调制解调器2(图中只画出一个)相连，用于对电缆调制解调器2进行管理，包括鉴别电缆调制解调器2的合法身份、接收下行数据并传送到电缆调制解调器2、接收来自于电缆调制解调器2的上行数据并传送到互联网。用户端前置设备3是用户终端设备，包括个人计算机、Voip电话等，每个调制解调器2连接至少一个用户端前置设备3(图中只画出一个)。认证中心4通过互联网与电缆调制解调器前端系统1连接，用于响应电缆调制解调器2的更新请求，为电缆调制解调器2重新签发数字证书。
参阅图2所示，是本发明电缆调制解调器较佳实施例的功能模块图。所述电缆调制解调器2包括判断模块20、获取模块21、请求模块22、分析模块23及写入模块24。
所述判断模块20用于根据该电缆调制解调器2现有的数字证书，判断是否需要更新数字证书。在本实施例中，若数字证书的有效期小于期望期限，则需要更新数字证书。例如，电缆调制解调器2现有的数字证书的有效期是10年，期望期限是15年，则需要对电缆调制解调器2更新数字证书。还可以根据其他的条件进行判断。例如，若现有的数字证书的剩余有效时间小于最小剩余时间，则需要更新数字证书。
所述获取模块21用于获取一个公网IP地址。在本实施例中，电缆调制解调器2具有一个私网IP地址。在这种情况下，电缆调制解调器2不能利用自身的私网IP地址与认证中心4通信。为了与认证中心4通信，电缆调制解调器2需要获得一个公网IP地址。为了保证调制解调器2能够与外网正常通信，获取模块21根据收到的数据包的源IP地址获得所需的公网IP地址。若数据包的源IP地址是公网IP地址，则表明目的IP地址也是公网IP地址，同时表明调制解调器2能够与外网正常通信。具体方法如下：监测是否收到发送给用户端前置设备3的数据包；若收到数据包，判断该数据包的源IP地址是否是公网IP地址；若该数据包的源IP地址是公网IP地址，则将该数据包的目的IP地址作为与认证中心4通信的公网IP地址。若给电缆调制解调器2分配了一个公网IP地址，则可以直接利用该公网IP地址与认证中心4进行通信。
所述请求模块22用于以获取的公网IP地址为源IP地址，通过电缆调制解调器前端系统1发送更新请求数据包给认证中心4。更新请求数据包的数据包括源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、校验数、设备物理地址、证书长度、证书信息等。其中，源IP地址为获取的公网IP地址，目的IP地址为认证中心4的公网IP地址；源端口号和目的端口号为预先设定的两个端口号。例如，更新请求数据包的源端口号为29370，目的端口号为53539。校验数用来校验更新请求数据包，防止数据被更改。例如，更新请求数据包的校验数设定为0x97687654。当认证中心4收到更新请求数据包后，根据该校验数判断更新请求数据包是否正确，若正确，认证中心4发送更新请求响应数据包。若多个电缆调制解调器2同时与认证中心4通信，容易造成数据丢失。在本实施例中，利用一个随机定时器A产生随机延时，以避免同时有多个电缆调制解调器2向认证中心4发送更新请求数据包。也就是说，首先启动一个随机定时器A，当随机定时器A的定时时间到达时，请求模块22发送更新请求数据包给认证中心4。在本实施例中，随机定时器A的定时时间为0至10分钟。
所述分析模块23用于监测及分析来自于互联网的数据包以获得更新请求响应数据包。在本实施例中，利用一个随机定时器B来监测来自于互联网的数据包。在本实施例中，随机定时器B的定时时间为0至10分钟。在随机定时器B的定时时间到达时，若未收到来自于互联网的数据包，或者收到的数据包不是更新请求响应数据包，则请求模块22重新发送更新请求数据包给认证中心4。若收到来自于互联网的数据包，分析模块23判断收到的数据包是否是更新请求响应数据包。与更新请求数据包相对应，更新请求响应数据包的数据包括源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、校验数、设备物理地址、证书长度、证书信息等。并且，更新请求响应数据包的源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号分别与更新请求数据包相对应。例如，更新请求响应数据包的源IP地址是更新请求数据包的目的IP地址，更新请求响应数据包的目的IP地址是更新请求数据包的源IP地址。在本实施例中，分析模块23根据收到的数据包的数据判断是否是更新请求响应数据包。例如，首先判断该数据包的源IP地址是否是认证中心4的公网IP地址，目的IP地址是否是获取的公网IP地址。若该数据包的源IP地址是认证中心4的公网IP地址，并且目的IP地址是获取的公网IP地址，则判断该数据包的源端口号和目的端口号是否是正确。例如，请求模块22发送的更新请求数据包的源端口号为29370，目的端口号为53539，若收到的数据包的源端口号为53539，目的端口号为29370，则该收到的数据包的源端口号和目的端口号正确。若收到的数据包的源端口号和目的端口号正确，则判断校验数是否正确。例如，设定的更新请求响应数据包的校验数是0x75493023，则若收到的数据包的校验数是0x75493023，则校验数正确。若校验数正确，则该数据包是更新请求响应数据包。若不是更新请求响应数据包，则分析模块23将该数据包传送给相应的用户端前置设备3。
所述写入模块24用于当更新请求响应数据包中重新签发的数字证书符合要求时，将重新签发的数字证书写入电缆调制解调器2的存储器中并取代现有的数字证书。在本实施例中，若重新签发的数字证书的有效期大于或者等于期望期限，则该数字证书符合要求。若重新签发的数字证书不符合要求，则丢弃该数据包。在本实施例中，将重新签发的数字证书写入电缆调制解调器2的闪存中。重新签发的数字证书在电缆调制解调器2重新启动后生效。
参阅图3所示，是本发明电缆调制解调器数字证书更新方法较佳实施例的流程图。
步骤S301，开启电缆调制解调器2。
步骤S302，判断模块20根据该电缆调制解调器2现有的数字证书，判断是否需要更新数字证书。若不需要更新数字证书，流程结束。在本实施例中，若数字证书的有效期小于期望期限，则需要更新数字证书。例如，电缆调制解调器2现有的数字证书的有效期是10年，期望期限是15年，则需要对电缆调制解调器2更新数字证书。还可以根据其他的条件进行判断。例如，若现有的数字证书的剩余有效时间小于最小剩余时间，则需要更新数字证书。
步骤S303，若需要更新数字证书，则获取模块21监测是否收到发送给用户端前置设备3的数据包。若未收到数据包，则继续监测。
步骤S304，若收到数据包，获取模块21判断该数据包的源IP地址是否是公网IP地址。若该数据包的源IP地址不是公网IP地址，则返回步骤S303。
步骤S305，若该数据包的源IP地址是公网IP地址，则获取模块21将该数据包的目的IP地址作为与认证中心4通信的公网IP地址。
在本实施例中，电缆调制解调器2具有一个私网IP地址。在这种情况下，电缆调制解调器2不能利用自身的私网IP地址与认证中心4通信。为了与认证中心4通信，电缆调制解调器2需要获得一个公网IP地址。步骤S303至S305为电缆调制解调器2获取一个公网IP地址的具体步骤。此外，在本实施例中，为了保证调制解调器2能够与外网正常通信，获取模块21根据收到的数据包的源IP地址获得所需的公网IP地址。若数据包的源IP地址是公网IP地址，则表明目的IP地址也是公网IP地址，并且表明调制解调器2能够与外网正常通信。若给电缆调制解调器2分配了一个公网IP地址，则可以直接利用该公网IP地址与认证中心4进行通信。
步骤S306，启动一个随机定时器A，当随机定时器A的定时时间到达时，执行步骤S307。若多个电缆调制解调器2同时与认证中心4通信，容易造成数据丢失。在本实施例中，利用随机定时器A产生随机延时，以避免同时有多个电缆调制解调器2向认证中心4发送更新请求数据包。在本实施例中，随机定时器A的定时时间为0至10分钟。
步骤S307，请求模块22以获取的公网IP地址为源IP地址，通过电缆调制解调器前端系统1发送更新请求数据包给认证中心4，并启动一个随机定时器B。更新请求数据包的数据包括源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、校验数、设备物理地址、证书长度、证书信息等。其中，源IP地址为获取的公网IP地址，目的IP地址为认证中心4的公网IP地址；源端口号和目的端口号为预先设定的两个端口号。例如，更新请求数据包的源端口号为29370，目的端口号为53539。校验数用来校验更新请求数据包，防止数据被更改。例如，更新请求数据包的校验数设定为0x97687654。当认证中心4收到更新请求数据包后，根据该校验数判断更新请求数据包是否正确，若正确，认证中心4发送更新请求响应数据包。在本实施例中，随机定时器B的定时时间为0至10分钟。
步骤S308，分析模块23监测是否收到来自于互联网的数据包。若未收到来自于互联网的数据包，则执行步骤S309；否则，若收到来自于互联网的数据包，则执行步骤S310。
步骤S309，分析模块23判断随机定时器B的定时时间是否到达，若定时时间未到，返回S308，否则返回步骤S307。
步骤S310，分析模块23判断收到的数据包是否是更新请求响应数据包。与更新请求数据包相对应，更新请求响应数据包的数据也包括源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、校验数、设备物理地址、证书长度、证书信息等。并且，更新请求响应数据包的源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号分别与更新请求数据包相对应。例如，更新请求响应数据包的源IP地址是更新请求数据包的目的IP地址，更新请求响应数据包的目的IP地址是更新请求数据包的源IP地址。在本实施例中，分析模块23根据收到的数据包的数据判断是否是更新请求响应数据包。例如，首先判断该数据包的源IP地址是否是认证中心4的公网IP地址，目的IP地址是否是获取的公网IP地址。若该数据包的源IP地址是认证中心4的公网IP地址，并且目的IP地址是获取的公网IP地址，则判断该数据包的源端口号和目的端口号是否是正确。例如，在步骤S307中，更新请求数据包的源端口号为29370，目的端口号为53539，若收到的数据包的源端口号为53539，目的端口号为29370，则该收到的数据包的源端口号和目的端口号正确。若收到的数据包的源端口号和目的端口号正确，则判断校验数是否正确。例如，设定的更新请求响应数据包的校验数是0x75493023，则若收到的数据包的校验数是0x75493023，则校验数正确。若校验数正确，则该数据包是更新请求响应数据包。
步骤S311，若不是更新请求响应数据包，则分析模块23将该数据包传送给相应的用户端前置设备3，并转向步骤S309。
步骤S312，若是更新请求响应数据包，则写入模块24判断该数据包中重新签发的数字证书是否符合要求。在本实施例中，若重新签发的数字证书的有效期大于或者等于期望期限，则该数字证书符合要求。
步骤S313，若重新签发的数字证书不符合要求，则写入模块24丢弃该数据包，随机定时器B停止计时，并返回步骤S307。
步骤S314，若重新签发的数字证书符合要求，则随机定时器B停止计时，写入模块24将该重新签发的数字证书写入电缆调制解调器2的存储器中并取代现有的数字证书，例如写入电缆调制解调器2的闪存中。重新签发的数字证书在电缆调制解调器2重新启动后生效。
此外，在上述实施例中，认证中心4负责接收来自于电缆调制解调器2的更新请求数据包，并判断是否需要更新数字证书；若需要更新数字证书，则重新签发数字证书，将重新签发的数字证书发送给电缆调制解调器2，并在认证中心4的数据库中生成一条重新签发数字证书的记录。认证中心4采用与电缆调制解调器2相同的判别方法确定是否需要更新数字证书，例如，若电缆调制解调器2现有的数字证书的有效期小于期望期限，则需要更新数字证书。

Claims (10)

1.一种可更新数字证书的电缆调制解调器，其特征在于，包括：
判断模块，用于根据该电缆调制解调器现有的数字证书，判断是否需要更新数字证书；
请求模块，用于当需要更新数字证书时，发送更新请求数据包给认证中心；
分析模块，用于监测并分析收到的数据包，以获得来自于认证中心的更新请求响应数据包；及
写入模块，用于将更新请求响应数据包中重新签发的数字证书写入电缆调制解调器的存储器中并取代现有的数字证书。
2.如权利要求1所述的电缆调制解调器，其特征在于，该电缆调制解调器还包括获取模块，用于获取一个公网IP地址，所述更新请求数据包以获取的公网IP地址为源IP地址。
3.如权利要求2所述的电缆调制解调器，其特征在于，所述获取模块获取一个公网IP地址的具体方法如下：监测是否收到发送给与所述电缆调制解调器相连的用户端前置设备的数据包；若收到数据包，判断该数据包的源IP地址是否是公网IP地址；若该数据包的源IP地址是公网IP地址，则将该数据包的目的IP地址作为与认证中心通信的公网IP地址。
4.如权利要求1所述的电缆调制解调器，其特征在于，所述更新请求数据包内包括校验数，所述认证中心根据该校验数校验更新请求数据包。
5.如权利要求1所述的电缆调制解调器，其特征在于，所述更新请求响应数据包内包括校验数，所述分析模块根据该校验数校验更新请求响应数据包。
6.一种电缆调制解调器数字证书更新方法，其特征在于，包括步骤：
当需要更新数字证书时，发送更新请求数据包给认证中心；
监测并分析收到的数据包，以获得来自于认证中心的更新请求响应数据包；及
将更新请求响应数据包中重新签发的数字证书写入电缆调制解调器的存储器中并取代现有的数字证书。
7.如权利要求6所述的电缆调制解调器数字证书更新方法，其特征在于，在发送更新请求数据包给认证中心之前还包括：获取一个公网IP地址，所述更新请求数据包以获取的公网IP地址为源IP地址。
8.如权利要求7所述的电缆调制解调器数字证书更新方法，其特征在于，所述获取一个公网IP地址的具体方法如下：监测是否收到发送给与所述电缆调制解调器相连的用户端前置设备的数据包；若收到数据包，判断该数据包的源IP地址是否是公网IP地址；若该数据包的源IP地址是公网IP地址，则将该数据包的目的IP地址作为与认证中心通信的公网IP地址。
9.如权利要求6所述的电缆调制解调器数字证书更新方法，其特征在于，所述更新请求数据包内包括校验数，所述认证中心根据该校验数校验更新请求数据包。
10.如权利要求6所述的电缆调制解调器数字证书更新方法，其特征在于，所述更新请求响应数据包内包括校验数，所述电缆调制解调器根据该校验数校验更新请求响应数据包。
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