CN106257862A - 无线充电装置认证及充电服务器认证的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线充电装置认证的方法，该方法包括以下步骤：接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应，认证响应携带业务会话标识；根据认证响应和业务会话标识生成并发送业务请求至拜访运营商服务器；获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应以认证业务请求，其中，业务认证响应由归属运营商服务器根据拜访运营商服务器根据业务请求生成并发送的业务认证请求生成。本发明还公开了一种无线充电装置认证的装置，充电服务器认证的方法及装置。本发明的技术方案，实现汽车可以跨运营商安全充电。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电领域，尤其涉及无线充电装置认证及充电服务器认证的方法及装置。
背景技术
日益增长的汽车数量，对以石油和天然气为主的能源的需求量越来越大，然而，石化能源日益枯竭，长期来看油价将居于高位，并且，汽车尾气所带来的空气污染也越来越严重，为此，为电动汽车的普及带来了契机。
然而，电动汽车的发展仍然面临着很多技术问题，充电技术的发展和充电站的部署是其中重要因素。电池充电技术包括无线充电。无线充电技术是通过电磁感应或者磁共振技术，在充电器和设备之间的空气中传输电能，使得电流流动从而为电池充电的技术。但目前的无线充电不支持跨运营商充电，即当电动汽车电池与充电站服务器属于不同的运营商时，不能实现充电而不利于用户的充电体验。
发明内容
本发明的主要目的在于解决无线充电装置和充电服务器不能跨运营商认证的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种无线充电装置认证的方法，所述无线充电装置认证的方法包括以下步骤：
所述无线充电装置的认证方法包括以下步骤：
经过拜访运营商服务器发送身份认证请求至归属运营商服务器；
接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证请求生成的身份认证响应，所述身份认证响应是在所述归属运营商服务器完成对所述无线充电装置进行身份认证后发出的，所述身份认证响应携带业务会话标识；
根据所述身份认证响应生成并发送业务请求至所述拜访运营商服务器；
获取所述拜访运营商服务器根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据所述拜访运营商服务器根据所述业务请求生成并发送的业务认证请求生成。
优选地，在所述接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应之前还包括：
验证由所述拜访运营商服务器转发的由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求；
当验证合法时，通过所述拜访运营商服务器将生成的身份认证响应发送至所述归属运营商服务器，所述身份认证响应包括实际响应值；所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，获取拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应。
优选地，所述认证响应包括根据根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；
在所述接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应的步骤之后还包括：
根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥；
获取所述拜访运营商服务器域名，并根据所述加密密钥、完整性密钥和所述拜访运营商服务器域名计算所述会话密钥，所述会话密钥用于加密所述业务请求。
为了更好的实现上述发明目的，本申请进一步提供一种无线充电装置认证的装置。
一种无线充电装置认证的装置，包括：
第一发送模块，用于经过拜访运营商服务器发送身份认证请求至归属运营商服务器；
第一接收模块，用于接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的身份认证响应，所述身份认证响应是在所述归属运营商服务器完成对所述无线充电装置进行身份认证后发出的，所述认证响应携带业务会话标识；
第一生成发送模块，用于根据所述认证响应生成并发送业务请求至所述拜访运营商服务器；
业务响应模块，用于获取所述拜访运营商服务器根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据所述拜访运营商服务器根据所述业务请求生成并发送的业务认证请求生成。
优选地，无线充电装置认证的装置还包括：
验证模块，用于验证由所述拜访运营商服务器转发的由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求；
身份认证响应模块，用于当验证合法时，通过所述拜访运营商服务器将生成的身份认证响应发送至所述归属运营商服务器，所述身份认证响应包括实际响应值；所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
认证响应模块，用于当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，获取拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应。
优选地，所述认证响应包括根据所述根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；
所述无线充电装置认证的装置还包括：
密钥计算模块，用于根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥；
密钥生成模块，用于获取所述拜访运营商服务器域名，并根据所述加密密钥和完整性密钥和所述拜访运营商服务器域名计算所述会话密钥，所述会话密钥用于加密所述业务请求。
为了更好的实现上述目的，本申请进一步提出一种充电服务器认证的方法。
一种充电服务器认证的方法，所述充电服务器认证的方法包括以下步骤：
将无线充电装置发送的身份认证请求转发至归属运营商服务器；
将归属运营商服务器根据无线充电装置发送的身份认证请求生成的身份认证响应转发至无线充电装置，所述身份认证响应携带业务会话标识；
接收所述无线充电装置根据所述身份认证响应生成并发送的业务请求；
根据所述业务请求生成并发送业务认证请求至所述归属运营商服务器，并根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成并发送业务响应至所述无线充电装置，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据业务认证请求所生成。
优选地，在所述将归属运营商服务器根据无线充电装置发送的身份认证请求生成的身份认证响应转发至无线充电装置的步骤之前还包括：
将由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求转发至所述无线充电装置；
当所述无线充电装置验证所述身份认证请求合法时，将由所述无线充电装置生成的身份认证响应转发至所述归属运营商服务器；其中，所述身份认证响应包括由所述无线充电装置计算的实际响应值，所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至所述无线充电装置。
优选地，所述认证响应包括根据根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；
在所述将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至所述无线充电装置的步骤之后还包括：
当所述无线充电装置根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥时，发送域名至所述无线充电装置，所述无线充电装置根据所述加密密钥、完整性密钥和所述域名计算所述会话密钥。
为了更好的实现上述目的，本申请进一步提出一种充电服务器认证的装置。
一种充电服务器认证的装置，包括：
第一获取发送模块，用于将无线充电装置发送的身份认证请求转发至归属运营商服务器；
转发模块，用于当所述无线充电装置根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥时，发送域名至所述无线充电装置，所述无线充电装置根据所述加密密钥、完整性密钥和所述域名计算所述会话密钥；
第二接收模块，用于接收所述无线充电装置根据所述身份认证响应生成并发送的业务请求；
第二生成发送模块，用于根据所述业务请求生成并发送业务认证请求至所述归属运营商服务器，并根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成并发送业务响应至所述无线充电装置，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据业务认证请求所生成。
优选地，所述充电服务器认证的装置还包括：
第一获取转发模块，用于将由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求转发至所述无线充电装置；
第二获取转发模块，用于当所述无线充电装置验证所述身份认证请求合法时，将由所述无线充电装置生成的身份认证响应转发至所述归属运营商服务器；其中，所述身份认证响应包括由所述无线充电装置计算的实际响应值，所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
第二获取发送模块，用于当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至所述无线充电装置。
优选地，所述认证响应包括根据根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；所述的充电服务器认证的装置还包括：
第二发送模块，用于当所述无线充电装置根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥时，发送域名至所述无线充电装置，所述无线充电装置根据所述加密密钥、完整性密钥和所述域名计算所述会话密钥。
本实施例通过首先接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应；再获取拜访运营商服务器域名，并根据业务会话标识和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；然后根据会话密钥生成并发送业务请求至拜访运营商服务器；然后获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，使得充电信息装置可以跨运营商得到认证，即使得汽车可以得到跨运营商充电站的业务认证，从而实现汽车可以跨运营商充电，有利于用户的体验。
附图说明
图1为无线充电装置无线充电系统架构示意图；
图2为无线充电装置跨运营商认证的流程示意图；
图3为本发明无线充电装置认证的方法第一实施例的流程示意图；
图4为本发明无线充电装置认证的方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明无线充电装置认证的装置第一实施例的功能模块示意图；
图6为本发明无线充电装置认证的装置第二实施例的功能模块示意图；
图7为本发明充电服务器认证的方法第一实施例的流程示意图；
图8为本发明充电服务器认证的方法第二实施例的流程示意图；
图9为本发明充电服务器认证的装置第一实施例的功能模块示意图；
图10为本发明充电服务器认证的装置第二实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为汽车无线充电系统架构示意图，本发明先介绍汽车无线充电系统。无线充电系统包括地面系统和车辆系统两大部分，地面系统包括了无线充电管理服务器(Wireless Charging Control Management System，简称WCCMS)、通信服务单元CSU、功率发送控制单元PTC、交流转直流单元PFC和原边线圈PrC(即充电线圈)等设备，车辆系统包括了车辆电池管理系统BMS、车内单元IVU、车载整流模块PPC以及副边线圈PuC(即受电线圈)等设备。地面系统和车辆系统通过管理和通信系统实现通信链路管理、设备认证和充电控制。管理和通信系统包括WCCMS、CSU和IVU等网元。PTC、PrC、PPC和PuC组成无线能量传输系统WPT，实现电能从地面系统通过无线接口传输到车辆系统。地面系统的PTC和车辆系统的PPC通过管理和通信系统进行互通和通信。其中无线充电管理系统在认证管理方面有可以分为认证平台和数据认证中心，认证平台用于认证IVU和CSU，数据认证中心保存身份认证材料和用户签约数据。
其中无线充电管理系统和通信服务单元采用Wc接口，无线充电管理系统和车内单元采用Wi接口，都采用基于连接的TCP(Transmission ControlProtocol传输控制协议)协议，安全协议采用TLS(Transport Layer Security,传输层安全协议)协议，而通信服务单元与车内单元之间采用的是基于无连接的UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)协议，其安全控制协议采用的是DTLS(Datagram Transport Layer Security)协议，即数据包传输层安全性协议。通信服务单元与功率发生控制单元之间，车内单元与功率拾取控制单元之间，以及功率拾取控制单元与电池管理系统之间都采用国际通用的串行通信协议CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线协议。
本发明提供一种无线充电装置认证的方法，参照图2和图3，图2为无线充电装置跨运营商认证的流程示意图；图3为本发明无线充电装置认证的方法第一实施例的流程示意图。
在一实施例中，无线充电装置认证的方法包括以下步骤：
S10：经过拜访运营商服务器发送身份认证请求至归属运营商服务器；
S20：接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证请求生成的身份认证响应，身份认证响应是在归属运营商服务器完成对无线充电装置进行身份认证后发出的，身份认证响应携带业务会话标识；
接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应，认证响应包括业务会话标识和加密密钥和完整性密钥的有效期，其中，业务会话标识包含与加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；本实施例中，无线充电装置为设置于汽车内的车内单元或设置于充电站的通讯服务单元。拜访运营商服务器为拜访无线充电管理服务器，归属运营商服务器为归属无线充电管理服务器。拜访无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于不同的运营商，归属无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于相同的运营商。身份认证响应为用户对归属运营商服务器认证的消息，即只有当通讯服务单元/车内单元对归属运营商服务器认证合法时，才会对归属运营商服务器发送身份认证响应。归属运营商服务器根据认证响应生成认证响应，并将认真响应发送至无线充电装置，以表示对归属运营商服务器对无线充电装置的认证。认证响应包括业务会话标识和加密密钥和完整性密钥有效期，其中，业务会话标识包含与加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识。加密密钥和完整性密钥由归属运营商服务器根据根密钥Ks计算生成，其中，完整性密钥IK和加密密钥CK。
S30：根据身份认证响应生成并发送业务请求至拜访运营商服务器。
充电消息装置根据会话密钥生成并发送业务请求至拜访运营商服务器，业务请求包括业务会话标识和业务请求体；充电消息装置生成业务请求，并将生成的业务请求通过会话密钥加密处理，然后将加密后的业务请求发送至拜访运营商服务器，其中，业务请求的内容包括业务会话标识和业务请求体。业务请求体为充电消息装置向拜访运营商服务器发起的请求，如充电等操作。实际的汽车在充电站进行无线充电过程中，业务请求体可以有用户现在编辑，也可以为默认设置。
S40：获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，其中，业务认证响应由归属运营商服务器根据拜访运营商服务器根据业务请求生成并发送的业务认证请求生成。
本实施例中，拜访运营商服务器在接收到业务请求后，根据业务会话标识和业务请求体生成业务认证请求，并将业务认证请求发送至归属运营商服务器，业务认证请求中包含业务会话标识和拜访运营商服务器的域名。归属运营商服务器在接收业务认证请求后，根据业务会话标识和拜访运营商服务器的域名，对业务认证请求解密，并生成相应的业务响应，且将生成后的业务响应发送至拜访运营商服务器。业务响应包括会话密钥和密钥有效期。拜访运营商服务器在接收到业务响应后，保存会话密钥的有效期，并且生成业务响应后发送给无线充电装置，以完成业务认证。同时，拜访运营商服务器通过会话密钥检查业务消息体的完整性和解密业务消息体的消息内容，根据业务消息体内容处理相关业务，并向通讯服务单元/车内单元回送业务请求。
在上述实施例和下面的实施例中，消息在经过拜访运营商服务器和归属运营商服务器时，拜访运营商服务器和归属运营商服务器都需要对消息的密钥有效期进行判断，只有当密钥在有效期内才可继续下面的步骤，否则，回到前面的步骤重新进行认证。
本实施例中，通过首先接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应；再获取拜访运营商服务器域名，并根据业务会话标识和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；然后根据会话密钥生成并发送业务请求至拜访运营商服务器；然后获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，使得充电信息装置可以跨运营商得到认证，即使得汽车可以得到跨运营商充电站的业务认证，从而实现汽车可以跨运营商充电，有利于用户的体验。
参照图4，图4为本发明无线充电装置认证的方法第二实施例的流程示意图，在上述实施例的基础上，在步骤S10之前还包括：
S50：验证由拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器生成的身份认证请求(IMSI)；
本实施例中，归属运营商服务器生成并将身份认证请求发送至拜访运营商服务器，拜访运营商服务器将身份认证请求发送至无线充电装置。无线充电装置对身份认证请求进行验证。具体地如下所述，通讯服务单元/车内单元拜访无线充电管理服务器V-WCCMS或者直接同归属无线充电服务器H-WCCMS建立可靠的安全连接，以保障通讯服务单元/车内单元同拜访无线充电管理系统或者H-WCCMS传输的数据安全。通讯服务单元/车内单元通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向归属无线充电系统H-WCCMS发起认证请求，认证请求携带机数RAND,认证令牌AUTN。H-WCCMS通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向通讯服务单元/车内单元发送身份认证请求，消息携带随机数RAND，认证令牌AUTN。
S60：当验证合法时，通过拜访运营商服务器将生成的身份认证响应发送至归属运营商服务器，身份认证响应包括实际响应值(RES)；归属运营商服务器比对实际响应值和计算响应值(XRES)；
当无线充电装置认证令牌合格时，计算实际响应值，并在生成身份认证响应时，将实际响应值携带于其中，归属运营商服务器在接收到身份认证响应时，比对由归属运营商服务器计算的计算响应值和实际响应值，当计算响应值与实际响应值相等时，归属运营商服务器完成对无线充电装置的验证。
S70：当实际响应值和计算响应值相等时，获取拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应。
当归属运营商服务器完成对无线充电装置的认证后，计算加密密钥和完整性密钥。
获取拜访运营商服务器域名，并根据业务会话标识和拜访运营商服务器域名计算会话密钥K_vwccms；
S80：无线充电装置首先根据业务会话标识配对加密密钥和完整性密钥；
由于会话标识内包含有与加密密钥和完整性密钥计算方法对应的标识，无线充电装置在接收到认证响应后，获取其中的会话认证标识，并根据会话认证标识配对完整性密钥和加密密钥。配对的加密密钥和完整性密钥可解析认证响应中的加密部分。
S90：获取拜访运营商服务器域名，并根据加密密钥、完整性密钥和拜访运营商服务器域名计算会话密钥，会话密钥用于加密业务请求。即，充电消息装置根据加密密钥、完整性密钥和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；
根据会话认证标识将拜访运营商服务器的域名加入到加密密钥和完整性密钥中生成会话密钥。会话密钥用于加密无线充电装置向拜访运营商服务器发送的业务请求。会话密钥包括具有拜访运营商服务器域名的加密密钥和具有拜访运营商服务器域名的完整性密钥。
本发明进一步提出一种无线充电装置认证的装置。
参照图5，图5为本发明无线充电装置认证的装置第一实施例的功能模块示意图。无线充电装置认证的装置包括：
第一发送模块10，用于经过拜访运营商服务器发送身份认证请求至归属运营商服务器；
第一接收模块20，用于接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的身份认证响应，身份认证响应是在归属运营商服务器完成对无线充电装置进行身份认证后发出的，认证响应携带业务会话标识；
接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应，认证响应包括业务会话标识和加密密钥和完整性密钥有效期，其中，业务会话标识包含与加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；本实施例中，无线充电装置为设置于汽车内的车内单元或设置于充电站的通讯服务单元。拜访运营商服务器为拜访无线充电管理服务器，归属运营商服务器为归属无线充电管理服务器。拜访无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于不同的运营商，归属无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于相同的运营商。身份认证响应为用户对归属运营商服务器认证的消息，即只有当通讯服务单元/车内单元对归属运营商服务器认证合法时，才会对归属运营商服务器发送身份认证响应。归属运营商服务器根据认证响应生成认证响应，并将认真响应发送至无线充电装置，以表示对归属运营商服务器对无线充电装置的认证。认证响应包括业务会话标识和加密密钥和完整性密钥有效期，其中，业务会话标识包含与加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识。加密密钥和完整性密钥由归属运营商服务器根据根密钥Ks计算生成，其中，完整性密钥IK和加密密钥CK。
第一生成发送模块30，用于根据所述认证响应生成并发送业务请求至所述拜访运营商服务器；
充电消息装置根据会话密钥生成并发送业务请求至拜访运营商服务器，业务请求包括业务会话标识和业务请求体；充电消息装置生成业务请求，并将生成的业务请求通过会话密钥加密处理，然后将加密后的业务请求发送至拜访运营商服务器，其中，业务请求的内容包括业务会话标识和业务请求体。业务请求体为充电消息装置向拜访运营商服务器发起的请求，如充电等操作。实际的汽车在充电站进行无线充电过程中，业务请求体可以有用户现在编辑，也可以为默认设置。
业务响应模块40，用于获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，其中，业务认证响应由归属运营商服务器根据拜访运营商服务器根据业务请求生成并发送的业务认证请求生成。
本实施例中，拜访运营商服务器在接收到业务请求后，根据业务会话标识和业务请求体生成业务认证请求，并将业务认证请求发送至归属运营商服务器，业务认证请求中包含业务会话标识和拜访运营商服务器的域名。归属运营商服务器在接收业务认证请求后，根据业务会话标识和拜访运营商服务器的域名，对业务认证请求解密，并生成相应的业务响应，且将生成后的业务响应发送至拜访运营商服务器。业务响应包括会话密钥和密钥有效期。拜访运营商服务器在接收到业务响应后，保存会话密钥的有效期，并且生成业务响应后发送给无线充电装置，以完成业务认证。同时，拜访运营商服务器通过会话密钥检查业务消息体的完整性和解密业务消息体的消息内容，根据业务消息体内容处理相关业务，并向通讯服务单元/车内单元回送业务请求。
在上述实施例和下面的实施例中，消息在经过拜访运营商服务器和归属运营商服务器时，拜访运营商服务器和归属运营商服务器都需要对消息的密钥有效期进行判断，只有当密钥在有效期内才可继续下面的步骤，否则，回到前面的步骤重新进行认证。
本实施例中，通过首先接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应；再获取拜访运营商服务器域名，并根据业务会话标识和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；然后根据会话密钥生成并发送业务请求至拜访运营商服务器；然后获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，使得充电信息装置可以跨运营商得到认证，即使得汽车可以得到跨运营商充电站的业务认证，从而实现汽车可以跨运营商充电，有利于用户的体验。
参照图4，图4为本发明无线充电装置认证的方法第二实施例的流程示意图，在上述实施例的基础上，在步骤S10之前还包括：
验证模块50，用于验证由所述拜访运营商服务器转发的由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求(IMSI)；
本实施例中，归属运营商服务器生成并将身份认证请求发送至拜访运营商服务器，拜访运营商服务器将身份认证请求发送至无线充电装置。无线充电装置对身份认证请求进行验证。具体地如下所述，通讯服务单元/车内单元拜访无线充电管理服务器V-WCCMS或者直接同归属无线充电服务器H-WCCMS建立可靠的安全连接，以保障通讯服务单元/车内单元同拜访无线充电管理系统或者H-WCCMS传输的数据安全。通讯服务单元/车内单元通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向归属无线充电系统H-WCCMS发起认证请求，认证请求携带机数RAND,认证令牌AUTN。H-WCCMS通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向通讯服务单元/车内单元发送身份认证请求，消息携带随机数RAND，认证令牌AUTN。
身份认证响应模块60，用于当验证合法时，通过拜访运营商服务器将生成的身份认证响应发送至归属运营商服务器，身份认证响应包括实际响应值(RES)；归属运营商服务器比对实际响应值和计算响应值(XRES)；
当无线充电装置认证令牌合格时，计算实际响应值，并在生成身份认证响应时，将实际响应值携带于其中，归属运营商服务器在接收到身份认证响应时，比对由归属运营商服务器计算的计算响应值和实际响应值，当计算响应值与实际响应值相等时，归属运营商服务器完成对无线充电装置的验证。
认证响应模块70，用于当实际响应值和计算响应值相等时，获取拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应。
当归属运营商服务器完成对无线充电装置的认证后，计算加密密钥和完整性密钥。
获取拜访运营商服务器域名，并根据业务会话标识和拜访运营商服务器域名计算会话密钥K_vwccms；
密钥计算模块80，用于充电消息装置首先根据业务会话标识配对加密密钥和完整性密钥；
由于会话标识内包含有与加密密钥和完整性密钥计算方法对应的标识，无线充电装置在接收到认证响应后，获取其中的会话认证标识，并根据会话认证标识配对完整性密钥和加密密钥。生成的加密密钥和完整性密钥可解析认证响应中的加密部分。
密钥生成模块90，用于获取所述拜访运营商服务器域名，并根据所述加密密钥、完整性密钥和所述拜访运营商服务器域名计算所述会话密钥，所述会话密钥用于加密所述业务请求。即，充电消息装置根据加密密钥、完整性密钥和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；
在跟密钥的基础上，根据会话认证标识将拜访运营商服务器的域名加入到加密密钥和完整性密钥中生成会话密钥。会话密钥用于加密无线充电装置向拜访运营商服务器发送的业务请求。会话密钥包括具有拜访运营商服务器域名的加密密钥和具有拜访运营商服务器域名的完整性密钥。
参照图7，图7为本发明充电服务器认证的方法第一实施例的流程示意图；本发明进一步提出一种充电服务器认证的方法。
一种充电服务器认证的方法，充电服务器认证的方法包括以下步骤：
S100：将无线充电装置发送的身份认证请求转发至归属运营商服务器；
S200：将归属运营商服务器根据无线充电装置发送的身份认证请求生成的身份认证响应转发至无线充电装置，身份认证响应携带业务会话标识；
S300：接收无线充电装置根据身份认证响应生成并发送的业务请求；
S400：根据业务请求生成并发送业务认证请求至归属运营商服务器，并根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成并发送业务响应至无线充电装置，其中，业务认证响应由归属运营商服务器根据业务认证请求所生成。
本实施例中，无线充电装置为设置于汽车内的车内单元或设置于充电站的通讯服务单元。拜访运营商服务器为拜访无线充电管理服务器，归属运营商服务器为归属无线充电管理服务器。拜访无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于不同的运营商，归属无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于相同的运营商。身份认证响应为用户对归属运营商服务器认证的消息，即只有当通讯服务单元/车内单元对归属运营商服务器认证合法时，才会对归属运营商服务器发送身份认证响应。归属运营商服务器根据认证响应生成认证响应，并将认真响应发送至无线充电装置，以表示对归属运营商服务器对无线充电装置的认证。认证响应包括业务会话标识以及加密密钥和完整性密钥的有效期，其中，业务会话标识包含与加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识。加密密钥和完整性密钥由归属运营商服务器根据根密钥计算生成。
充电消息装置首先根据业务会话标识配对加密密钥和完整性密钥；
由于会话标识内包含有与加密密钥和完整性密钥配对对应的标识，无线充电装置在接收到认证响应后，获取其中的会话认证标识，并根据会话认证标识配对加密密钥和完整性密钥。配对成功的加密密钥和完整性密钥可解析认证响应中的加密部分。
充电消息装置根据加密密钥和完整性密钥和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；
在跟密钥的基础上，根据会话认证标识将拜访运营商服务器的域名加入到加密密钥和完整性密钥中生成会话密钥。会话密钥用于加密无线充电装置向拜访运营商服务器发送的业务请求。会话密钥包括具有拜访运营商服务器域名的加密密钥和具有拜访运营商服务器域名的完整性密钥。
充电消息装置生成业务请求，并将生成的业务请求通过会话密钥加密处理，然后将加密后的业务请求发送至拜访运营商服务器，其中，业务请求的内容包括业务会话标识和业务请求体。业务请求体为充电消息装置向拜访运营商服务器发起的请求，如充电等操作。实际的汽车在充电站进行无线充电过程中，业务请求体可以有用户现在编辑，也可以为默认设置。
拜访运营商服务器在接收到业务请求后，根据业务会话标识和业务请求体生成业务认证请求，并将业务认证请求发送至归属运营商服务器，业务认证请求中包含业务会话标识和拜访运营商服务器的域名。归属运营商服务器在接收业务认证请求后，根据业务会话标识和拜访运营商服务器的域名，对业务认证请求解密，并生成相应的业务响应，且将生成后的业务响应发送至拜访运营商服务器。业务响应包括会话密钥和密钥有效期。拜访运营商服务器在接收到业务响应后，保存会话密钥的有效期，并且生成业务响应后发送给无线充电装置，以完成业务认证。同时，拜访运营商服务器通过会话密钥检查业务消息体的完整性和解密业务消息体的消息内容，根据业务消息体内容处理相关业务，并向通讯服务单元/车内单元回送业务请求。
在上述实施例和下面的实施例中，消息在经过拜访运营商服务器和归属运营商服务器时，拜访运营商服务器和归属运营商服务器都需要对消息的密钥有效期进行判断，只有当密钥在有效期内才可继续下面的步骤，否则，回到前面的步骤重新进行认证。
本实施例中，通过首先接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应；再获取拜访运营商服务器域名，并根据业务会话标识和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；然后根据会话密钥生成并发送业务请求至拜访运营商服务器；然后获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，使得充电信息装置可以跨运营商得到认证，即使得汽车可以得到跨运营商充电站的业务认证，从而实现汽车可以跨运营商充电，有利于用户的体验。
在上述实施例的基础上，参照图8，图8为本发明充电服务器认证的方法第二实施例的流程示意图。在步骤S100之前还包括：
S500：将由归属运营商服务器生成的身份认证请求转发至无线充电装置；
S600：当无线充电装置验证身份认证请求合法时，将由无线充电装置生成的身份认证响应转发至归属运营商服务器；其中，身份认证响应包括由无线充电装置计算的实际响应值，归属运营商服务器比对实际响应值和计算响应值；
S700：当实际响应值和计算响应值相等时，将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至无线充电装置。
S800：当无线充电装置根据业务会话标识配对加密密钥和完整性密钥时，发送域名至无线充电装置，无线充电装置根据加密密钥、完整性密钥和域名计算会话密钥。
本实施例中，归属运营商服务器生成并将身份认证请求发送至拜访运营商服务器，拜访运营商服务器将身份认证请求发送至无线充电装置。无线充电装置对身份认证请求进行验证。具体地如下所述，通讯服务单元/车内单元拜访无线充电管理服务器V-WCCMS或者直接同归属无线充电服务器H-WCCMS建立可靠的安全连接，以保障通讯服务单元/车内单元同拜访无线充电管理系统或者H-WCCMS传输的数据安全。通讯服务单元/车内单元通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向归属无线充电系统H-WCCMS发起认证请求，认证请求携带机数RAND,认证令牌AUTN。H-WCCMS通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向通讯服务单元/车内单元发送身份认证请求，消息携带随机数RAND，认证令牌AUTN。
当无线充电装置认证令牌合格时，计算实际响应值，并在生成身份认证响应时，将实际响应值携带于其中，归属运营商服务器在接收到身份认证响应时，比对由归属运营商服务器计算的计算响应值和实际响应值，当计算响应值与实际响应值相等时，归属运营商服务器完成对无线充电装置的验证。
当归属运营商服务器完成对无线充电装置的认证后，计算加密密钥和完整性密钥。
本发明进一步提供一种充电服务器认证的装置。
参照图9，图9为本发明充电服务器认证的装置第一实施例的功能模块示意图。一种充电服务器认证的装置，该充电服务器认证的装置包括：
第一获取发送模块100，用于将无线充电装置发送的身份认证请求转发至归属运营商服务器；
转发模块200，用于将归属运营商服务器根据无线充电装置发送的身份认证请求生成的身份认证响应转发至无线充电装置，所述身份认证响应携带业务会话标识；
第二接收模块300，用于接收无线充电装置根据身份认证响应生成并发送的业务请求；
第二生成发送模块400，用于根据业务请求生成并发送业务认证请求至归属运营商服务器，并根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成并发送业务响应至无线充电装置，其中，业务认证响应由归属运营商服务器根据业务认证请求所生成。
本实施例中，无线充电装置为设置于汽车内的车内单元或设置于充电站的通讯服务单元。拜访运营商服务器为拜访无线充电管理服务器，归属运营商服务器为归属无线充电管理服务器。拜访无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于不同的运营商，归属无线充电管理服务器和通讯服务单元/车内单元属于相同的运营商。身份认证响应为用户对归属运营商服务器认证的消息，即只有当通讯服务单元/车内单元对归属运营商服务器认证合法时，才会对归属运营商服务器发送身份认证响应。归属运营商服务器根据认证响应生成认证响应，并将认真响应发送至无线充电装置，以表示对归属运营商服务器对无线充电装置的认证。认证响应包括业务会话标识以及加密密钥和完整性密钥有效期，其中，业务会话标识包含与加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识。加密密钥和完整性密钥由归属运营商服务器根据根密钥计算生成。
充电消息装置首先根据业务会话标识配对加密密钥和完整性密钥；
由于会话标识内包含有与加密密钥和完整性密钥配对对应的标识，无线充电装置在接收到认证响应后，获取其中的会话认证标识，并根据会话认证标识配对完整性密钥和加密密钥。生成的加密密钥和完整性密钥可解析认证响应中的加密部分。
充电消息装置根据加密密钥和完整性密钥和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；
在跟密钥的基础上，根据会话认证标识将拜访运营商服务器的域名加入到加密密钥和完整性密钥中生成会话密钥。会话密钥用于加密无线充电装置向拜访运营商服务器发送的业务请求。会话密钥包括具有拜访运营商服务器域名的加密密钥和具有拜访运营商服务器域名的完整性密钥。
充电消息装置生成业务请求，并将生成的业务请求通过会话密钥加密处理，然后将加密后的业务请求发送至拜访运营商服务器，其中，业务请求的内容包括业务会话标识和业务请求体。业务请求体为充电消息装置向拜访运营商服务器发起的请求，如充电等操作。实际的汽车在充电站进行无线充电过程中，业务请求体可以有用户现在编辑，也可以为默认设置。
拜访运营商服务器在接收到业务请求后，根据业务会话标识和业务请求体生成业务认证请求，并将业务认证请求发送至归属运营商服务器，业务认证请求中包含业务会话标识和拜访运营商服务器的域名。归属运营商服务器在接收业务认证请求后，根据业务会话标识和拜访运营商服务器的域名，对业务认证请求解密，并生成相应的业务响应，且将生成后的业务响应发送至拜访运营商服务器。业务响应包括会话密钥和密钥有效期。拜访运营商服务器在接收到业务响应后，保存会话密钥的有效期，并且生成业务响应后发送给无线充电装置，以完成业务认证。同时，拜访运营商服务器通过会话密钥检查业务消息体的完整性和解密业务消息体的消息内容，根据业务消息体内容处理相关业务，并向通讯服务单元/车内单元回送业务请求。
在上述实施例和下面的实施例中，消息在经过拜访运营商服务器和归属运营商服务器时，拜访运营商服务器和归属运营商服务器都需要对消息的密钥有效期进行判断，只有当密钥在有效期内才可继续下面的步骤，否则，回到前面的步骤重新进行认证。
本实施例中，通过首先接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应；再获取拜访运营商服务器域名，并根据业务会话标识和拜访运营商服务器域名计算会话密钥；然后根据会话密钥生成并发送业务请求至拜访运营商服务器；然后获取拜访运营商服务器根据归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，使得充电信息装置可以跨运营商得到认证，即使得汽车可以得到跨运营商充电站的业务认证，从而实现汽车可以跨运营商充电，有利于用户的体验。
参照图10，图10为本发明充电服务器认证的装置第二实施例的功能模块示意图。在上述实施例的基础上，充电服务器认证的装置，还包括：
第一获取转发模块500，用于将由归属运营商服务器生成的身份认证请求转发至无线充电装置；
第二获取转发模块600，用于当无线充电装置验证身份认证请求合法时，将由无线充电装置生成的身份认证响应转发至归属运营商服务器；其中，身份认证响应包括由无线充电装置计算的实际响应值，归属运营商服务器比对实际响应值和计算响应值；
第二获取发送模块700，用于当实际响应值和计算响应值相等时，将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至无线充电装置。
第二发送模块800，用于当无线充电装置根据业务会话标识配对加密密钥和完整性密钥时，发送域名至无线充电装置，无线充电装置根据加密密钥、完整性密钥和域名计算会话密钥。
本实施例中，归属运营商服务器生成并将身份认证请求发送至拜访运营商服务器，拜访运营商服务器将身份认证请求发送至无线充电装置。无线充电装置对身份认证请求进行验证。具体地如下所述，通讯服务单元/车内单元拜访无线充电管理服务器V-WCCMS或者直接同归属无线充电服务器H-WCCMS建立可靠的安全连接，以保障通讯服务单元/车内单元同拜访无线充电管理系统或者H-WCCMS传输的数据安全。通讯服务单元/车内单元通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向归属无线充电系统H-WCCMS发起认证请求，认证请求携带机数RAND,认证令牌AUTN。H-WCCMS通过拜访无线充电管理系统V-WCCMS或者直接向通讯服务单元/车内单元发送身份认证请求，消息携带随机数RAND，认证令牌AUTN。
当无线充电装置认证令牌合格时，计算实际响应值，并在生成身份认证响应时，将实际响应值携带于其中，归属运营商服务器在接收到身份认证响应时，比对由归属运营商服务器计算的计算响应值和实际响应值，当计算响应值与实际响应值相等时，归属运营商服务器完成对无线充电装置的验证。
当归属运营商服务器完成对无线充电装置的认证后，计算加密密钥和完整性密钥。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种无线充电装置的认证方法，其特征在于，所述无线充电装置的认证方法包括以下步骤：
经过拜访运营商服务器发送身份认证请求至归属运营商服务器；
接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证请求生成的身份认证响应，所述身份认证响应是在所述归属运营商服务器完成对所述无线充电装置进行身份认证后发出的，所述身份认证响应携带业务会话标识；
根据所述身份认证响应生成并发送业务请求至所述拜访运营商服务器；
获取所述拜访运营商服务器根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据所述拜访运营商服务器根据所述业务请求生成并发送的业务认证请求生成。
2.如权利要求1所述的无线充电装置认证的方法，其特征在于，在所述接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应之前还包括：
验证由所述拜访运营商服务器转发的由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求；
当验证合法时，通过所述拜访运营商服务器将生成的身份认证响应发送至所述归属运营商服务器，所述身份认证响应包括实际响应值；所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，获取拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应。
3.如权利要求1所述的无线充电装置认证的方法，其特征在于，所述认证响应包括根据根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥的有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；
在所述接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应的步骤之后还包括：
根据所述业务会话标识配对出所述加密密钥和完整性密钥；
获取所述拜访运营商服务器域名，并根据所述加密密钥、完整性密钥和所述拜访运营商服务器域名计算所述会话密钥，所述会话密钥用于加密所述业务请求。
4.一种无线充电装置认证的装置，其特征在于，包括：
第一发送模块，用于经过拜访运营商服务器发送身份认证请求至归属运营商服务器；
第一接收模块，用于接收拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的身份认证响应，所述身份认证响应是在所述归属运营商服务器完成对所述无线充电装置进行身份认证后发出的，所述认证响应携带业务会话标识；
第一生成发送模块，用于根据所述认证响应生成并发送业务请求至所述拜访运营商服务器；
业务响应模块，用于获取所述拜访运营商服务器根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成的业务响应，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据所述拜访运营商服务器根据所述业务请求生成并发送的业务认证请求生成。
5.如权利要求4所述的无线充电装置认证的装置，其特征在于，还包括：
验证模块，用于验证由所述拜访运营商服务器转发的由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求；
身份认证响应模块，用于当验证合法时，通过所述拜访运营商服务器将生成的身份认证响应发送至所述归属运营商服务器，所述身份认证响应包括实际响应值；所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
认证响应模块，用于当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，获取拜访运营商服务器转发的由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应。
6.如权利要求4所述的无线充电装置认证的装置，其特征在于，所述认证响应包括根据根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；
所述无线充电装置认证的装置还包括：
密钥计算模块，用于根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥；
密钥生成模块，用于获取所述拜访运营商服务器域名，并根据所述加密密钥、完整性密钥和所述拜访运营商服务器域名计算所述会话密钥，所述会话密钥用于加密所述业务请求。
7.一种充电服务器认证的方法，其特征在于，所述充电服务器认证的方法包括以下步骤：
将无线充电装置发送的身份认证请求转发至归属运营商服务器；
将归属运营商服务器根据无线充电装置发送的身份认证请求生成的身份认证响应转发至无线充电装置，所述身份认证响应携带业务会话标识；
接收所述无线充电装置根据所述身份认证响应生成并发送的业务请求；
根据所述业务请求生成并发送业务认证请求至所述归属运营商服务器，并根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成并发送业务响应至所述无线充电装置，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据业务认证请求所生成。
8.如权利要求7所述的充电服务器认证的方法，其特征在于，在所述将归属运营商服务器根据无线充电装置发送的身份认证请求生成的身份认证响应转发至无线充电装置的步骤之前还包括：
将由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求转发至所述无线充电装置；
当所述无线充电装置验证所述身份认证请求合法时，将由所述无线充电装置生成的身份认证响应转发至所述归属运营商服务器；其中，所述身份认证响应包括由所述无线充电装置计算的实际响应值，所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至所述无线充电装置。
9.如权利要求7所述的充电服务器认证的方法，其特征在于，所述认证响应包括根据根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥的有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；
在所述将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至所述无线充电装置的步骤之后还包括：
当所述无线充电装置根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥时，发送域名至所述无线充电装置，所述无线充电装置根据所述加密密钥、完整性密钥和所述域名计算所述会话密钥。
10.一种充电服务器认证的装置，其特征在于，包括：
第一获取发送模块，用于将无线充电装置发送的身份认证请求转发至归属运营商服务器；
转发模块，用于将归属运营商服务器根据无线充电装置发送的身份认证请求生成的身份认证响应转发至无线充电装置，所述身份认证响应携带业务会话标识；
第二接收模块，用于接收所述无线充电装置根据所述身份认证响应生成并发送的业务请求；
第二生成发送模块，用于根据所述业务请求生成并发送业务认证请求至所述归属运营商服务器，并根据所述归属运营商服务器发送的业务认证响应生成并发送业务响应至所述无线充电装置，其中，所述业务认证响应由所述归属运营商服务器根据业务认证请求所生成。
11.如权利要求10所述的充电服务器认证的装置，其特征在于，还包括：
第一获取转发模块，用于将由所述归属运营商服务器生成的身份认证请求转发至所述无线充电装置；
第二获取转发模块，用于当所述无线充电装置验证所述身份认证请求合法时，将由所述无线充电装置生成的身份认证响应转发至所述归属运营商服务器；其中，所述身份认证响应包括由所述无线充电装置计算的实际响应值，所述归属运营商服务器比对所述实际响应值和计算响应值；
第二获取发送模块，用于当所述实际响应值和所述计算响应值相等时，将由归属运营商服务器根据身份认证响应生成的认证响应发送至所述无线充电装置。
12.如权利要求10所述的充电服务器认证的装置，其特征在于，所述认证响应包括根据根密钥计算出的加密密钥和完整性密钥有效期，所述业务会话标识包含与所述加密密钥和完整性密钥生成规则对应的标识；还包括：
第二发送模块，用于当所述无线充电装置根据所述业务会话标识配对所述加密密钥和完整性密钥时，发送域名至所述无线充电装置，所述无线充电装置根据所述加密密钥、完整性密钥和所述域名计算所述会话密钥。
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