CN102342037B - 自适应分组密码处理装置、方法及机器 - Google Patents
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Abstract
本发明的各实施例提供用于自适应分组密码处理的方法和装置。
Description
背景技术
在无线通信中,安全性需要可以要求加密(encipher)数据。然而,由于需要添加PN(分组号)和ICV(完整性校验值),因此加密某些数据可能需要开销。例如、但并非以限制的方式,在电气和电子工程师协会(IEEE)802.16e(WiMAX)中,开销是12字节。
在分组通信系统中,对于小分组来说,百分比开销大于大分组。然而,在像其中分组被分段的WiMAX那样的系统中,该益处减少,因为每分组将有多个密码开销。在例如其中大分组以每个具有密码开销的许多小分段来发送的小区边缘情景中,效率非常差。
需要一种应用对于具有小和大分组的小和大突发高效的加密的方式。
附图说明
图1图示了用于具有小分段大小的大分段分组的PN和ICV放置。
图2示出了典型的大量数据的情况,其中打包的突发中的最后的和第一个PDU根据示例实施例来分段。
图3是根据示例实施例的单个被保护的PDU。
图4示出了本发明的实施例的ICV后面的明文管理分组。
具体实施方式
在具体实施方式部分中,为提供本发明的实施例的详尽理解而陈述了许多特定的细节。然而,本领域的技术人员将理解,本发明的实施例可在没有这些特定细节的情况下实行。在其它情况下,公知的方法、过程和技术未详细描述以免混淆前面的实施例。
下面的具体实施方式部分的一些部分根据对计算机存储器内的数据比特或二进制数字信号的操作的符号表示和算法来给出。这些算法描述和表示可以是数据处理领域的技术人员将其工作实质传达给本领域其它技术人员所使用的技术。
算法在这里并且通常被视为导致期望结果的动作或者操作的自给的(self consistent)序列。这些包括物理量的物理操纵。通常,尽管不一定,这些量采取能够被存储、传递、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。已经不时地证明了主要出于常见使用的原因,将这些信号称为比特、值、元素、码元、字符、项、数字等等是方便的。然而,应当理解:所有这些和类似的术语应与适当的物理量相关联,并且仅仅是应用于这些量的方便的标记。
除非另有具体说明,如从下面的讨论可明白的,应理解在说明书各处,利用诸如处理、运算、计算、确定等等术语的讨论指计算机或计算系统或类似电子计算装置的动作或过程,这些动作或过程操纵计算系统的寄存器或存储器内表示为物理(例如电子)量的数据或将其变换成计算系统的存储器、寄存器或其它的这种信息存储、传输或显示设备内被类似地表示为物理量的其它数据。
本发明的实施例可以包括用于执行这里的操作的装置。此装置可被特殊地构造以用于期望的目的,并且其可以包括通用计算设备,该通用计算设备由该设备中存储的程序有选择地激活或重新配置。这种程序可被存储在存储介质上,所述存储介质诸如、但不限于:任何类型的盘,包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器、磁或光卡、或者任何其它类型的适于存储电子指令并且能够被耦合到用于计算设备的系统总线的介质。
这里给出的过程和显示不固有地涉及任何特定的计算设备或者其它装置。各种通用系统可以与根据这里的教导的程序一起使用,或者可能证明方便的是构造更专用的装置来执行所期望的方法。所期望的用于各种这些系统的结构将从下面的描述出现。另外,本发明的实施例不参照任何特定的编程语言来描述。将了解:可以使用各种编程语言来实现这里描述的本发明的教导。
在下面的描述和权利要求中,可以使用术语耦合和连接连同它们的变型。在具体的实施例中,可以使用连接来指示两个或者更多个元件彼此直接物理地或者电气地接触。耦合可以意味着:两个或者更多个元件直接物理地或者电气地接触。然而,耦合还可以意味着:两个或者更多个元件可能不彼此直接接触,但仍可以彼此合作或交互。
值得注意的是:说明书中对于“一个实施例”或者“实施例”的任何引用在此上下文中意味着:结合该实施例描述的具体特征、结构或者特性可以被包括在本发明的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”或“实施例” 在本说明书中各处的出现不一定指同一实施例,而是可以指不同的实施例。
应当理解:可以在各种应用中使用本发明的实施例。尽管本发明在此方面不受限,但是可以在诸如无线电系统的发送机和接收机之类的许多装置中使用这里公开的电路。意在被包括在本发明的范围内的无线电系统仅以示例的方式包括无线局域网(WLAN)设备和无线广域网(WWAN)设备,其包括无线网络接口设备和网络接口卡(NIC)、基站、接入点(AP)、网关、网桥、集线器、蜂窝无线电话通信系统、卫星通信系统、双向无线电通信系统、单向寻呼机、双向寻呼机、个人通信系统(PCS)、个人计算机(PC)、个人数字助理等等,不过本发明的范围在此方面不受限。
如这里所使用的,术语分组可以包括可以在节点或者站之间或者跨网络路由或者传输的数据单元。如这里所使用的,术语分组可以包括帧、协议数据单元或者其它数据单元。分组可以包括比特组,其例如可以包括一个或者多个地址字段、控制字段以及数据。数据块可以是任何数据或者信息比特的单元。
参照其中相似的标号指示相似的元件的各附图,图1a是图示根据本发明的一个实施例的无线通信系统的示例的图。在图1a中示出的通信系统100a中,用户无线系统116可以包括耦合到天线117并且耦合到处理器112的无线收发器110。一个实施例中的处理器112可以包括单个处理器,或者可替代地可以包括基带处理器以及应用处理器,不过本发明的范围在此方面不受限制。根据一个实施例,处理器112可以包括基带处理器以及介质访问控制(MAC)。
处理器112可以耦合到存储器114,所述存储器114可以包括诸如DRAM之类的易失性存储器、诸如快闪存储器之类的非易失性存储器、或者可以可替代地包括诸如硬盘驱动器之类的其它类型的存储装置,不过本发明的范围在此方面不受限。存储器114的某个部分或者全部可与处理器112包括在相同的集成电路上,或者可替代地,存储器114的某个部分或者全部可被放置在位于处理器112的集成电路的外部的集成电路或者例如硬盘驱动器的其它介质上,不过本发明的范围在此方面不受限。根据一个实施例,软件可在存储器114中提供以被处理器112执行,从而允许无线系统116执行各种任务,其中一些任务可能在这里描述。
无线系统116可以经由无线通信链路134与接入点(AP)128(或者其它无线系统)通信,其中接入点128可以包括至少一个天线118。天线117和118每个可以例如是定向天线或者全向天线,不过本发明不限于此。尽管未在图1中示出,AP 128可以例如包括类似于无线系统116的结构,所述结构包括无线收发器、处理器、存储器、以及在存储器中提供的用于允许AP 128来执行各种功能的软件。在示例实施例中,无线系统116和AP 128可被视为诸如WLAN系统之类的无线通信系统中的站。
接入点128可以耦合到网络130,以使得无线系统116可以通过经由无线通信链路134与接入点128通信,来与网络130通信,包括与耦合到网络130的设备通信。网络130可以包括诸如电话网络或者因特网之类的公共网络,或者可替代地网络130可以包括诸如内联网之类的专用网络,或者公共网络和专用网络的组合,不过本发明的范围在此方面不受限。
无线系统116与接入点128之间的通信可以经由无线局域网(WLAN)实现,该无线局域网例如可以是符合诸如IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n、IEEE 802.15、IEEE 802.16等等之类的电气和电子工程师学会(IEEE)标准的网络,不过本发明的范围在此方面不受限。
在另一个实施例中,无线系统116与接入点128之间的通信可以经由符合3GPP或IEEE 802.16标准的蜂窝通信网络来实现,不过本发明的范围在此方面不受限。
本发明的一个或者多个方面可以应用于其中信息可以通过单载波来传输的单载波系统。可替代地,本发明的一个或者多个方面可以应用于多载波系统,诸如例如其中信息可以通过多个载波或子载波来传输的OFDM(正交频分多路复用)系统,不过本发明在此方面不受限。
如上面所述,先前的通信密码格式在某数据单元(例如PDU或SDU或传输突发)上工作。本发明的实施例将密码信息与数据信息分开,从而允许放置PN和ICV,而不管PDU、SDU或传输突发边界如何。本发明提供了自由地指定加密的开始和结束点、而免受PDU、SDU或突发边界的束缚的能力。对PN和ICV以及仅另一个PDU编码,而没有特殊的PDU格式。本发明的实施例提供了:代替定义包含PN(分组号)和ICV(完整性校验值)的协议数据单元(PDU)或服务数据单元(SDU)格式,除了有效负载之外,将PN和ICV指定为PDU的流中的单独的PDU。
本发明的实施例提供了:PN-PDU与ICV-PDU之间的所有数据将被加密为联结的(concatenate)PDU的单个有效负载。由于PN和ICV在它们自身的PDU中并且独立于数据PDU,因此,它们可以跨越一个或者多个帧。
这使得发送机以对于被发送的业务的类型来说高效的方式自由选择它在其上加密的字段的大小。例如,小的孤立的分组将得到它们自己的PN和ICV。在差的信号情况下,在多个传输上散布的大的分段的分组将共享单个PN和ICV。在好的信号情况下,持有多个打包的PDU的大的突发将使用一个PN和ICV来保护突发。被保护的业务将总是在PN和ICV对之间。明文业务(例如PKM管理消息)将在ICV之后。
图1在100处图示了根据本发明的一个实施例的用于具有小的分段大小的大的分段分组的PN和ICV放置。图2(总地示出为200)示出了典型的大量数据的情况,其中打包的突发中最后的和第一个PDU被根据示例实施例来分段。在图2中,可以看到打包的SDU的正常行为,其中ICV+PN被插入在最后的分段的PDU之前。由此,在中间的突发中的所有完成的PDU可被解密和递送,而在接收到剩余的分段之前不能被递送的新的分段在接收到后面的突发中的ICV之后被解密。在此示例中,存在比每突发加密的情况少一个的PN+ICV的实例。
图3在300处描绘了根据示例实施例的单个被保护的PDU。图4在400处示出了本发明实施例的ICV后面的明文管理分组。
尽管已经如这里描述的那样例示了本发明的实施例的特定特征,但是许多修改、替代、改变和等效物现在将被本领域技术人员想到。因此,将理解:所附的权利要求意在覆盖落入本发明的实施例的真实精神内的所有这样的修改和改变。
Claims (15)
1.一种用于自适应分组密码处理的装置,包括:
收发器,其能够在无线网络中通信,并且将分组号PN和完整性校验值ICV指定为分组数据单元PDU的流中的单独的PDU;并且
其中PN-PDU与ICV-PDU之间的所有数据将被加密为联结的PDU的单个有效负载。
2.如权利要求1所述的装置,其中所述PN和ICV能够跨越一个或者多个帧。
3.如权利要求1所述的装置,其中,所述收发器,当用作发送机时,被适配为以对于被发送的业务的类型而言高效的方式选择它在其上加密的字段的大小,其中在好的信号情况下,持有多个打包的PDU的大的突发将使用一个PN和ICV来保护所述突发。
4. 如权利要求1所述的装置,其中,所述收发器,当用作发送机时,被适配为以对于被发送的业务的类型而言高效的方式选择它在其上加密的字段的大小,其中在差的信号情况下,在多个传输上散布的大的分段的分组将共享单个PN和ICV。
5.如权利要求3所述的装置,其中被保护的业务将总是在PN和ICV对之间,并且明文业务将在ICV之后。
6.一种用于自适应分组密码处理的方法,包括:
在能够在无线网络中进行通信的收发器中,将分组号PN和完整性校验值ICV指定为分组数据单元PDU的流中的单独的PDU;并且
其中PN-PDU与ICV-PDU之间的所有数据将被加密为联结的PDU的单个有效负载。
7.如权利要求6所述的方法,还包括所述PN和ICV跨越一个或者多个帧。
8.如权利要求6所述的方法,其中,所述收发器,当用作发送机时,被适配为以对于被发送的业务的类型而言高效的方式选择它在其上加密的字段的大小,其中在好的信号情况下,持有多个打包的PDU的大的突发将使用一个PN和ICV来保护所述突发。
9. 如权利要求6所述的方法,其中,所述收发器,当用作发送机时,被适配为以对于被发送的业务的类型而言高效的方式选择它在其上加密的字段的大小,其中在差的信号情况下,在多个传输上散布的大的分段的分组将共享单个PN和ICV。
10.如权利要求8所述的方法,还包括将被保护的业务放置在PN和ICV对之间,并且明文业务将在ICV之后。
11.一种用于自适应分组密码处理的机器,包括:
用于使用自适应分组密码处理的部件,以及
用于在能够在无线网络中进行通信的收发器中将分组号PN和完整性校验值ICV指定为分组数据单元PDU的流中的单独的PDU的部件,
其中PN-PDU与ICV-PDU之间的所有数据将被加密为联结的PDU的单个有效负载。
12.如权利要求11所述的机器,还包括用于由所述PN和ICV跨越一个或者多个帧的部件。
13.如权利要求11所述的机器,其中所述收发器,当用作发送机时,被适配为以对于被发送的业务的类型而言高效的方式选择它在其上加密的字段的大小,其中在好的信号情况下,持有多个打包的PDU的大的突发将使用一个PN和ICV来保护所述突发。
14. 如权利要求11所述的机器,其中所述收发器,当用作发送机时,被适配为以对于被发送的业务的类型而言高效的方式选择它在其上加密的字段的大小,其中在差的信号情况下,在多个传输上散布的大的分段的分组将共享单个PN和ICV。
15.如权利要求13所述的机器,还包括用于将被保护的业务放置在PN和ICV对之间并且使明文业务将在ICV之后的部件。
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