CN103067345A - 一种变异gba的引导方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种变异GBA的引导方法，包括：收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，BSF对IMS UE进行认证，认证成功时，BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；IMS UE计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对网络的认证；本发明还提供一种变异GBA的引导系统。根据本发明的技术方案，能够实现在变异GBA架构下，利用SIP Digest认证机制完成对非UICC下的统一IMS UE访问AS的SSO功能。
Description
技术领域
本发明涉及IMS网络通信安全技术，尤其涉及一种变异GBA的引导方法及系统。
背景技术
现有的实现IP多媒体系统(IMS，IP Multimedia Subsystem)的单点登录(SSO，Single Sign On)的方法都是在基于通用集成电路卡(UICC，UniversalIntegrated Circuit Card)的情形下设计的，要么使用认证与密钥协商协议/开放ID(AKA/OpenID，Authentication and Key Agreement/OpenID)方案，要么是通用引导体系(GBA，Generic Bootstrapping Architecture)方案，而对于非UICC的终端和没有部署GBA的网络环境，没有具体的实现方案可以使用。
在现有IMS网络的SSO实现过程中，运营商会部署大量的GBA，同时为每个IMS UE内嵌入UICC，利用GBA和UICC内的信息完成对IMS UE访问应用服务器的SSO功能。而随着非UICC的IMS UE的出现，这种IMS的UE需要访问IMS网络中的应用服务器，进而实现SSO功能，以前设计的方案将不适于在这种场景中使用。
在统一IMS UE认证过程和实现SSO的过程中，现有技术中存在三种场景：第一种是IMS UE内具有UICC，并且运营商已部署了GBA的场景；此时可以利用GBA认证机制同Liberty Alliance/OpenID结合实现SSO，还能够实现与现有的其它SSO机制的互通。第二种是IMS UE内具有UICC，但是运营商不能部署GBA的场景；对于该场景，ALU(阿尔卡特-朗讯公司)已提出相关立项提案，其采用AKA/OpenID相结合方案实现这种场景下的SSO功能。第三种是统一IMS UE不具有UICC情形；对于该场景，已在3GPP SA3#60会议上由诺基亚西门子通信公司(NSN，Nokia Siemens Network Company)对该场景进行立项。
随着非UICC的IMS UE接入IMS网络的增多，第三种场景会越来越流行，同样重要的是运营商能作为用户认证中心提供者完成对IMS UE使用应用服务器(AS，Application Server)的统一认证，方便各种AS接入IMS UE；运营商可以为AS提供商提供大量用户群，运营商可通过与AS提供商合作更好的满足用户群对各种应用服务的需求，同时用户通过信任的运营商访问相关AS，不仅为用户提供了方便，也增加了用户信息的安全性同时也扩大了运营商的盈利方式。非UICC场景下，IMS UE也常常需要访问IMS网络和使用与IMS相关的应用服务，这种场景下，基于非UICC的统一IMS UE的SSO认证变得非常有必要。
随着IMS网络与Internet网络之间不断融合的趋势，IMS UE对各种AS的访问需求的增加，实现IMS UE对AS的SSO功能，对用户而言是越来越亟待需要实现的功能。现有技术都是运营商通过在IMS网络中大量部署GBA和在所有IMS UE嵌入UICC，实现对IMS网络相关应用服务的SSO功能。对于第三种场景中非UICC的IMS UE的现有机制将不能实现，需要新的认证机制来实现该种IMS UE的SSO认证功能。
NSN在3GPP SA3#60会议上对第三种场景的情况进行了立项，现有的实现前两种场景的方案中，只有具有UICC的IMS UE才能实现SSO功能，进而访问IMS网络中的各种应用服务，这样需要运营商对没有UICC的IMS UE提供一个UICC，而不具有UICC的IMS UE将不能利用已有方案实现IMS网络中相关应用服务的SSO功能。然而非UICC的IMS UE亦需要实现IMS网络中应用服务的SSO功能，减少该类UE访问IMS网络相关的应用服务的复杂度。同时运营商要能够支持此类UE来访问IMS网络中的应用服务。运营商利用SIP摘要(SIP Digest，Session Initiation Protocol Digest)认证机制，同时通过提供变异的GBA架构完成用户和网络之间的双向认证，能够成功的实现第三种场景中的SSO功能，同时可以降低运营商在UE中嵌入UICC的成本，降低维护各种设备的消耗。
NSN提出了变异的GBA架构，利用SIP Digest认证机制实现非UICC场景下统一IMS UE的SSO设计方案，该方案使得运营商对原来的GBA进行修改，改变引导服务功能单元(BSF，Bootstrapping Server Function)和UE以及BSF与UE对应的参考点，使得改变后的BSF和UE能够支持SIP Digest认证机制，实现利用SIP Digest认证机制完成变异GBA架构的引导过程，具体过程如下：IMS UE和变异BSF之间建立一条安全传输层协议(TLS，Transport LayerSecurity)通道，该通道建立过程中利用服务器端的数字证书来认证服务器；BSF和IMS UE两者之间后续的交互消息都在该通道中传递；建立TLS通道和认证服务器完成后，IMS UE向BSF发送一个初始HTTP GET请求，该消息中包含IP多媒体私有标识(IMPI，IP Multimedia Private Identity)。收到消息后，BSF向HSS请求所需的认证向量；HSS查找对应IMPI的密码，并生成SIP Digest认证向量(SD-AV)，向BSF返回响应信息，其中携带SD-AV，可选的，还可以包含GBA用户安全配置(GUSS，GBA User Security Settings)；其中，SD-AV由qop值(quality of protection)、认证算法(algorithm)、范围域(realm)和一个哈希值H(A1)生成；BSF产生一个随机数nonce，BSF向IMS UE发送一个401未授权挑战信息，该消息中携带realm、nonce、algorithm和qop值等参数。UE产生随机数cnonce，并依据RFC2617计算响应值RESP，然后在IMS UE处产生密钥Ks，该Ks＝KDF(H(A1)，TLS_MK_Extr，”GBA_Digest_Ks”，Digest-response)；接着IMS UE向BSF发送挑战响应消息，携带RFC2617指示参数。当BSF收到挑战响应消息后，计算期望response值，并与收到的response值对比，若两者相同，则IMS UE认证通过。BSF利用IMS UE产生Ks过程得到密钥Ks；BSF产生B-TID；BSF向IMS UE发送200OK响应，指示认证成功，该消息中携带B-TID和包含密钥生命周期的XML文档，此时UE和BSF均包含Ks和B-TID，至此整个引导过程完成。
该方案能够使得非UICC的统一IMS UE利用SIP Digest机制实现访问AS的SSO功能，用户通过访问信任的网络运营商控制的应用程序，可以提高用户自身信息的安全性。
现有技术是IMS网络中非UICC的IMS UE在变异的GBA架构下实现对AS的SSO功能，该技术适用于非UICC下的IMS UE情况，需要实现建立TLS通道，完成对网络的认证；而实际应用中SIP Digest认证机制自身具有双向认证的能力，可以利用SIP Digest机制完成对网络的认证，实现双向认证，完成变异GBA架构的引导过程。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种变异GBA的引导方法及系统，能够实现在变异GBA架构下，利用SIP Digest认证机制完成对非UICC下的统一IMS UE访问AS的SSO功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种变异GBA的引导方法，包括：
收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，BSF对IMS UE进行认证，认证成功时，BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；
IMS UE计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对网络的认证。
上述方法中，所述BSF对IMS UE进行认证之前，该方法还包括：
IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息，BSF向HSS请求认证向量SD-AV；
收到请求后，HSS生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)；BSF生成随机数nonce，并保存从HSS收到的SD-AV中的H(A1)和所述nonce；
BSF向IMS UE发送401未授权挑战消息，其中携带IMPI、realm、qop、algorithm和nonce；
IMS UE生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF。
上述方法中，所述IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息，BSF向HSS请求认证向量SD-AV为：
IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息，其中携带IMS UE的身份标识IMPI；收到HTTP GET初始请求消息后，存在多HSS的场景中，BSF通过询问SLF获得对应的HSS，向所述HSS发送HTTP请求消息，请求自身需要的认证向量SD-AV；所述HTTP请求消息中携带从IMS UE收到的IMS UE的身份标识IMPI。
上述方法中，所述HSS生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)为：
HSS根据HTTP请求消息中的IMPI在本地存储的IMPI与参数的对应关系中，查找参数，并根据找到的参数生成对应的SIP Digest认证向量SD-AV；所述SD-AV中包括IMPI、领域(realm)、质量保证(qop)、认证算法(algorithm)和H(A1)；所述H(A1)是由IMPI、realm和password组成的哈希函数值；HSS向BSF返回HTTP请求消息的响应消息，其中携带SIP Digest认证向量SD-AV。
上述方法中，所述IMS UE生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF为：
收到401未授权挑战消息后，IMS UE生成随机数cnonce和H(A1)，根据401未授权挑战消息中携带的参数，利用单向哈希函数F计算response值：response＝F(H(A1)，cnonce，nonce，qop，nonce-count)；其中，所述nonce-count为计数器，每使用同一个nonce计算一次response值，所述nonce-count加1；IMSUE向BSF发送401未授权挑战消息的响应消息，其中携带cnonce、nonce、response、realm、IMPI、qop、algorithm、Digest-url和nonce-count。
上述方法中，所述BSF对IMS UE进行认证为：
BSF利用收到的响应消息中的参数，以及预先生成并储存在本地的nonce和H(A1)计算期望值Xresponse，将计算出的Xresponse与收到的响应消息中的response进行比较，如果比较结果是两者相同，则IMS UE认证成功；否则，IMSUE认证失败，结束流程。
上述方法中，所述BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE为：
BSF根据预先生成并储存在本地的nonce和预先从HSS获取的H(A1)，利用相应的算法生成引导密钥Ks，并生成B-TID和rspauth值；BSF向IMS UE发送200OK消息，该消息中携带B-TID、包含密钥生命周期的XML文档和rspauth值。
上述方法中，所述IMS UE计算rspauth值，并利用该rspauth值完成对网络的认证为：
IMS UE采用与BSF相同的方法计算rspauth值，并对比本地计算得到的rspauth和从BSF获得的rspauth，完成对网络的认证，如果两个rspauth相同，则认证成功，否则，认证失败，结束流程；如果认证成功，IMS UE采用与BSF相同的方法生成引导密钥Ks，完成整个引导过程。
本发明还提供一种变异GBA的引导系统，包括：BSF、IMS UE；其中，
BSF，用于收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，对IMSUE进行认证，认证成功时，根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；
IMS UE，用于计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对IMS网络的认证。
上述系统中，该系统还包括：HSS；其中，
IMS UE，还用于向BSF发送HTTP GET初始请求消息；
BSF，用于向HSS请求认证向量SD-AV；
HSS，用于收到请求后，生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)；
BSF，用于生成随机数nonce，并保存从HSS收到的SD-AV中的H(A1)和所述nonce；向IMS UE发送401未授权挑战消息，其中携带IMPI、realm、qop、algorithm和nonce；
IMS UE，还用于生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF。
本发明提供的变异GBA的引导方法及系统，收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，BSF对IMS UE进行认证，认证成功时，BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；IMS UE计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对网络的认证，能够实现在变异GBA架构下，利用SIP Digest认证机制完成对非UICC下的统一IMS UE访问AS的SSO功能，实现双向认证；与现有技术相比，本发明的技术方案不需要在IMS UE和BSF之间建立TLS连接，来完成对网络的访问，直接采用SIP Digest认证机制自身能力完成对网络的认证；此外，不需要专门使用在TLS过程中产生的参数来生成密钥Ks，而是利用SIP Digest认证机制下产生的随机数和哈希值H(A1)就可以保证安全的生成Ks。
附图说明
图1是本发明实现变异GBA的引导方法的流程示意图；
图2是本发明实现变异GBA的引导系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，BSF对IMS UE进行认证，认证成功时，BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；IMS UE计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对网络的认征。
下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。
本发明提供一种变异GBA的引导方法，图1是本发明实现变异GBA的引导方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101，IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息；
具体的，IMS UE向BSF发送一个HTTP GET初始请求消息，该请求消息中携带IMS UE的身份标识IMPI；这里，为了更高的安全性，也可以使用IMSUE的临时IP多媒体私有标识符(TMPI，Temporary IP Multimedia Private Identity)代替IMPI，本发明中，以携带IMS UE的身份标识IMPI为例。
步骤102，BSF向HSS请求认证向量SD-AV；
具体的，收到HTTP GET初始请求消息后，BSF向HSS发送HTTP请求消息，用于向HSS请求自身需要的认证向量SD-AV；该HTTP请求消息中携带从IMS UE收到的IMS UE的身份标识IMPI；存在多HSS的场景中，BSF可以通过询问SLF获得对应的HSS的地址，从而找到对应的HSS。
步骤103，收到请求后，HSS生成SIP Digest认证向量SD-AV，并发送给BSF；所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)；
具体的，收到HTTP请求消息后，HSS根据其中的IMPI在本地存储的IMPI与参数的对应关系中，查找对应的密码password等参数，并根据找到的参数生成对应的SIP Digest认证向量SD-AV；这里，还可以获得对应的用户配置信息，是否获得该用户配置信息，需要根据运营商对HSS的配置决定；其中，SD-AV中包括IMPI、领域(realm)、质量保证(qop)、认证算法(algorithm)和H(A1)，其中H(A1)是由IMPI、realm和password组成的一个哈希函数值；HSS向BSF返回HTTP请求消息的响应消息，其中携带SIP Digest认证向量SD-AV，可选的还可以携带GUSS。
步骤104，BSF生成随机数nonce，并保存从HSS收到的对应于IMPI的H(A1)和所述nonce。
步骤105，BSF向IMS UE发送401未授权挑战消息，其中携带IMPI、realm、qop、algorithm和nonce。
步骤106，IMS UE生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF；
具体的，收到401未授权挑战消息后，IMS UE生成一个随机数cnonce和H(A1)，然后根据401未授权挑战消息中携带的参数，利用单向哈希函数F计算response值：response＝F(H(A1)，cnonce，nonce，qop，nonce-count)；这里，IMS UE使用401未授权挑战消息中携带的cnonce进行网络认证和避免纯文本攻击(chosen plaintext)；其中，nonce-count是计数器，每使用同一个nonce计算一次response值，所述nonce-count将加1，nonce-count也参与response值计算，能够降低重放攻击的可能性；同时为了使得SIP Digest认证机制能够支持完整性保护，计算response值的参数中包含消息体内容；此时IMS UE可设置完整性保护的参数值；
IMS UE向BSF发送401未授权挑战消息的响应消息，其中携带cnonce、nonce、response、realm、IMPI、qop、algorithm、Digest-url和nonce-count；其中，所述Digest-url为地址标识，IMS UE根据该地址标识确定需要发送响应消息的BSF。
步骤107，收到401未授权挑战消息的响应消息后，BSF对IMS UE进行认证，认证成功时，BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的H(A1)利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；
具体的，收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，BSF利用收到的响应消息中的参数cnonce、nonce-count、qop等，以及预先生成并储存在本地的nonce和H(A1)计算期望值Xresponse，将计算出的Xresponse与收到的响应消息中的response值进行比较，如果比较结果是两者相同，则IMS UE认证成功；否则，IMS UE认证失败，结束流程；
如果IMS UE认证成功，BSF根据预先生成并储存在本地的nonce和预先从HSS获取的H(A1)等参数，利用相应的算法生成引导密钥Ks，并按照TS33.220中描述的方法生成B-TID，即B-TID＝base64encode(RAND)BSF_Servers_domain_name，其中RAND为BSF产生的随机数；还需要依据RFC2617中的方法利用cnonce生成rspauth值，即rspauth＝“response-digest”＝<”>*LHEX<”>；其中，相应的算法可以包括密钥生成函数(KDF，Key Derivation Function)算法、消息摘要算法第五版(MD5，Message Digest Algorithm)算法等；
BSF向IMS UE发送200OK消息，表明IMS UE认证成功；其中，该消息中携带B-TID、包含密钥生命周期的XML文档和rspauth值。
步骤108，IMS UE计算rspauth值，并利用该rspauth值完成对网络的认证；
具体的，IMS UE采用与BSF相同的方法计算rspauth值，并对比本地计算得到的rspauth和从BSF获得的rspauth，完成对IMS网络的认证，如果两个rspauth相同，则认证成功，否则，认证失败，结束流程；如果认证成功，IMS UE采用与BSF相同的方法生成引导密钥Ks，此时整个引导过程完成。
本发明中，在IMS UE访问BSF的过程中，如果遭遇意外断网，当IMS UE还未完成自身与BSF之间的访问认证过程，网络恢复后IMS UE和BSF需要重新开始认证过程；如果IMS UE已经完成引导认证过程，网络恢复后，且未到达引导密钥Ks的生命周期，IMS UE和BSF之间不需要再次进行引导认证过程，可直接使用上次生成的引导密钥Ks，否则需要重新进行生成引导密钥的过程。
为实现上述方法，本发明还提供一种变异GBA的引导系统，图2是本发明实现变异GBA的引导系统的结构示意图，如图2所示，该系统包括：BSF 21、IMS UE 22；其中，
BSF 21，用于收到IMS UE 22发送的401未授权挑战消息的响应消息后，对IMS UE 22进行认证，认证成功时，根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE 22；
IMS UE 22，用于计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对IMS网络的认证。
该系统还包括：HSS 23；其中，
IMS UE 22，还用于向BSF 21发送HTTP GET初始请求消息；
BSF 21，还用于向HSS 23请求认证向量SD-AV；
HSS 23，用于收到请求后，生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF21，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)；
BSF 21，用于生成随机数nonce，并保存从HSS 23收到的SD-AV中的H(A1)和所述nonce；向IMS UE 22发送401未授权挑战消息，其中携带IMPI、realm、qop、algorithm和nonce；
IMS UE 22，还用于生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF 21。
所述IMS UE 22向BSF 21发送HTTP GET初始请求消息，BSF 21向HSS23请求认证向量SD-AV为：IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息，其中携带IMS UE的身份标识IMPI；收到HTTP GET初始请求消息后，存在多HSS的场景中，BSF通过询问SLF获得对应的HSS，向所述HSS发送HTTP请求消息，请求自身需要的认证向量SD-AV；所述HTTP请求消息中携带从IMS UE收到的IMS UE的身份标识IMPI。
所述HSS 23生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF 21，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)为：HSS根据HTTP请求消息中的IMPI在本地存储的IMPI与参数的对应关系中，查找参数，并根据找到的参数生成对应的SIP Digest认证向量SD-AV；所述SD-AV中包括IMPI、领域(realm)、质量保证(qop)、认证算法(algorithm)和H(A1)；所述H(A1)是由IMPI、realm和password组成的哈希函数值；HSS向BSF返回HTTP请求消息的响应消息，其中携带SIPDigest认证向量SD-AV。
所述IMS UE 22生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF 21为：收到401未授权挑战消息后，IMSUE生成随机数cnonce和H(A1)，根据401未授权挑战消息中携带的参数，利用单向哈希函数F 计算response值：response＝F(H(A1)，cnonce，nonce，qop，nonce-count)；其中，所述nonce-count为计数器，每使用同一个nonce计算一次response值，所述nonce-count加1；IMSUE向BSF发送401未授权挑战消息的响应消息，其中携带cnonce、nonce、response、realm、IMPI、qop、algorithm、Digest-url和nonce-count。
所述BSF 21对IMS UE 22进行认证为：BSF利用收到的响应消息中的参数，以及预先生成并储存在本地的nonce和H(A1)计算期望值Xresponse，将计算出的Xresponse与收到的响应消息中的response进行比较，如果比较结果是两者相同，则IMS UE认证成功；否则，IMS UE认证失败，结束流程。
所述BSF 21根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE 22为：BSF根据预先生成并储存在本地的nonce和预先从HSS获取的H(A1)，利用相应的算法生成引导密钥Ks，并生成B-TID和rspauth值；BSF向IMS UE发送200OK消息，该消息中携带B-TID、包含密钥生命周期的XML文档和rspauth值。
所述IMS UE 22计算rspauth值，并利用该rspauth值完成对网络的认证为：IMS UE采用与BSF相同的方法计算rspauth值，并对比本地计算得到的rspauth和从BSF获得的rspauth，完成对网络的认证，如果两个rspauth相同，则认证成功，否则，认证失败，结束流程；如果认证成功，IMS UE采用与BSF相同的方法生成引导密钥Ks，完成整个引导过程。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种变异GBA的引导方法，其特征在于，该方法包括：
收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，BSF对IMS UE进行认证，认证成功时，BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；
IMS UE计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对网络的认证。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BSF对IMS UE进行认证之前，该方法还包括：
IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息，BSF向HSS请求认证向量SD-AV；
收到请求后，HSS生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)；BSF生成随机数nonce，并保存从HSS收到的SD-AV中的H(A1)和所述nonce；
BSF向IMS UE发送401未授权挑战消息，其中携带IMPI、realm、qop、algorithm和nonce；
IMS UE生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息，BSF向HSS请求认证向量SD-AV为：
IMS UE向BSF发送HTTP GET初始请求消息，其中携带IMS UE的身份标识IMPI；收到HTTP GET初始请求消息后，存在多HSS的场景中，BSF通过询问SLF获得对应的HSS，向所述HSS发送HTTP请求消息，请求自身需要的认证向量SD-AV；所述HTTP请求消息中携带从IMS UE收到的IMS UE的身份标识IMPI。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述HSS生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)为：
HSS根据HTTP请求消息中的IMPI在本地存储的IMPI与参数的对应关系中，查找参数，并根据找到的参数生成对应的SIP Digest认证向量SD-AV；所述SD-AV中包括IMPI、领域(realm)、质量保证(qop)、认证算法(algorithm)和H(A1)；所述H(A1)是由IMPI、realm和password组成的哈希函数值；HSS向BSF返回HTTP请求消息的响应消息，其中携带SIP Digest认证向量SD-AV。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述IMS UE生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF为：
收到401未授权挑战消息后，IMS UE生成随机数cnonce和H(A1)，根据401未授权挑战消息中携带的参数，利用单向哈希函数F计算response值：response＝F(H(A1)，cnonce，nonce，qop，nonce-count)；其中，所述nonce-count为计数器，每使用同一个nonce计算一次response值，所述nonce-count加1；IMSUE向BSF发送401未授权挑战消息的响应消息，其中携带cnonce、nonce、response、realm、IMPI、qop、algorithm、Digest-url和nonce-count。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BSF对IMS UE进行认证为：
BSF利用收到的响应消息中的参数，以及预先生成并储存在本地的nonce和H(A1)计算期望值Xresponse，将计算出的Xresponse与收到的响应消息中的response进行比较，如果比较结果是两者相同，则IMS UE认证成功；否则，IMSUE认证失败，结束流程。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BSF根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE为：
BSF根据预先生成并储存在本地的nonce和预先从HSS获取的H(A1)，利用相应的算法生成引导密钥Ks，并生成B-TID和rspauth值；BSF向IMS UE发送200OK消息，该消息中携带B-TID、包含密钥生命周期的XML文档和rspauth值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IMS UE计算rspauth值，并利用该rspauth值完成对网络的认证为：
IMS UE采用与BSF相同的方法计算rspauth值，并对比本地计算得到的rspauth和从BSF获得的rspauth，完成对网络的认证，如果两个rspauth相同，则认证成功，否则，认证失败，结束流程；如果认证成功，IMS UE采用与BSF相同的方法生成引导密钥Ks，完成整个引导过程。
9.一种变异GBA的引导系统，其特征在于，该系统包括：BSF、IMS UE；其中，
BSF，用于收到IMS UE发送的401未授权挑战消息的响应消息后，对IMSUE进行认证，认证成功时，根据预先生成的随机数和预先从HSS获取的哈希函数值H(A1)，利用算法生成引导密钥Ks，并发送给IMS UE；
IMS UE，用于计算rspauth值，并利用所述rspauth值完成对IMS网络的认证。
1O、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，该系统还包括：HSS；其中，
IMS UE，还用于向BSF发送HTTP GET初始请求消息；
BSF，用于向HSS请求认证向量SD-AV；
HSS，用于收到请求后，生成SIP Digest认证向量SD-AV并发送给BSF，所述SD-AV中携带哈希函数值H(A1)；
BSF，用于生成随机数nonce，并保存从HSS收到的SD-AV中的H(A1)和所述nonce；向IMS UE发送401未授权挑战消息，其中携带IMPI、realm、qop、algorithm和nonce；
IMS UE，还用于生成随机数cnonce和H(A1)，计算response值，并通过401未授权挑战消息的响应消息发送给BSF。
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| CN2011103258346A CN103067345A (zh) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 一种变异gba的引导方法及系统 |
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