CN108737071B - 一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法 - Google Patents

一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，包括：入网用户发出入网请求；打包数据并传送给mesh核心；mesh核心采用IPC进程通信将打包数据发生给内核链；内核链存储mesh核心发送的打包数据，进行验证；调用WiFi驱动模块，将认证信息加密存储在公共分类账；采用P2P技术将公共分类账内区块链记载的信息广播给公有链的每一节点。通过上述方案，本发明具有安全可靠、接入安全验证和信息共享加密等优点，在无线局域网接入领域具有很高的实用价值和推广价值。

Description

一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法
技术领域
本发明涉及无线局域网接入领域，尤其是一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法。
背景技术
目前，随着通讯技术的不断发展，无线局域网(WLAN)技术以其可移动性、使用方便等优点越来越受到人们的欢迎。但是在WLAN mesh(无线局域网网状)网络中，Mesh AP节点以无线方式连接，数据传输可以通过多跳转发，使得mesh网络更易受主动入侵、被动窃听、身份伪造、数据篡改和消息重放等攻击。在改善无线mesh网络中的路由和速度问题的同时，安全问题变得越来越重要。随着现代社会人们对数据保密性和隐私保护要求的提高，无线mesh网安全问题也成为阻碍mesh网大规模商用的主要问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，通过使用区块链的加密技术将每位申请入网的用户数据进行加密，利用区块链的去中心化、数字加密、不可篡改和分布式共识等优点，将所有用户的认证请求作为事务处理，将mesh网络中的所有的认证记录视为公共分类账，并将用户的认证信息按时间先后生成的区块首尾相连接成整条区块链，能够实现对恶意攻击WLAN网络的有效监控，保证用户更安全的接入到WLAN网中。并且本发明也能解决IEEE802.11认证入网过程中需要密钥交付和中心服务器的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，包括与入网用户连接的mesh核心，与mesh核心采用IPC进程通信的内核链，与内核链通信连接的WiFi驱动模块，与内核链通信连接的MySQL公共分类账，以及采用P2P技术与MySQL公共分类账连接的公有链。
所述方法包括以下步骤：
步骤S01，入网用户提交入网认证请求并填写入网基础信息，同时，采用非对称算法生成一对公钥和私钥；将所述公钥和入网基础信息打包发送给网络核心，并将所述私钥反馈给入网用户。
步骤S02，所述mesh核心接收入网用户提交入网认证请求，查询无线局域网的路由表，并通过地址解析协议广播发送请求；所述mesh核心采用IPC进程通信将公钥和入网基础信息发生给内核链。
步骤S03，所述内核链存储mesh核心发送的公钥和入网基础信息；入网用户提供私钥，并与内核链存储的公钥进行验证；若所述私钥与公钥匹配，则进入步骤S04，否则，认证失败。
步骤S04，内核链采用Ioctrl socket函数和路由算法调用WiFi驱动模块，实现入网用户无线局域网接入；同时，内核链将接入无线局域网的入网用户的入网基础信息写入MySQL公共分类账中，形成以时间先后顺序排列、且首尾依次连接的区块链，并加盖上传至区块链对应的时间戳。
步骤S05，MySQL公共分类账采用P2P技术将MySQL公共分类账内区块链记载的信息发送给公有链的每一节点，实现所有节点存储并保护区块链信息。通过形成区块链，并将信息分布式存储在公有链的各个节点，既能省去传统的中心服务器认证环节，又方便接入的用户更换密钥，有效地阻止非法节点窃听或篡改无线局域网信息。
进一步地，所述步骤S03中，内核链通过IPC进程通信向mesh核心回应反馈入网用户的身份验证情况；若内核链接受并通过公钥与私钥验证，则确认入网用户的节点为合法性，否则，不允许入网用户接入无线局域网。
进一步地，所述步骤S04中，内核链通过入网用户的身份验证，通过Ioctrl socket函数控制socket接口模式，并获得socket接口参数。
更进一步地，所述步骤S04中，内核链将每一入网用户的认证记录加密单独封装成一区块，并将形成的区块存储在MySQL公共分类账中，形成以时间先后认证的区块链。
更进一步地，所述内核链发送的区块之前，采用哈希加密算法加密并形成区块。
进一步地，所述步骤S01中，公钥和入网基础信息打包之前，采用公钥加密所述入网基础信息，以防止入网基础信息泄露。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过入网用户发出入网请求，填写相关的基础信息，并对入网的基础进行加密、打包处理，有效地防止入网基础信息被非法节点篡改或攻击，使入网申请更可靠。另外，入网用户的基础信息打包传输给mesh核心是申请用户验证合法性的前提，其中，通过非对称算法生成的密钥具有安全性能高，有效防止非法破译等优点。其次，本发明采用哈希算法对基础信息进行二次加密，其不仅保证基础信息安全可靠，更重要的是作为公有链中每一个接点共享区块链存储信息的基础。然后，本发明在公有链的每一个节点均存储有区块链信息，既方便查询，又能使信息存储更可靠。本发明将每个节点被看作为中心服务器，实现去中心化的分布布置，减少传统方法中的中心服务器认证环节，进而实现安全、方便的认证。不仅如此，本发明在解决传统网络接入中存在密钥交付问题的同时，采用公有链中的所有节点共同维护区块信息，其包括密钥的生成、保存、备份、更新、恢复、查询等密钥服务，既能方便用户密钥的变更，又能保证用户安全使用。在此，用户节点只要不是有意泄露其密钥信息就不会出现WLAN mesh被非法攻击和信息篡改的现象。综上所述，本发明具有安全可靠、信息加密到位等优点，在无线局域网接入领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的WLAN mesh的区块链架构示意图。
图2为本发明的WLAN mesh安全接入流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图2所示，本实施例提供了一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，解决IEEE802.11i和IEEE802.11s认证过程中需要密钥交付和中心服务器的问题。运用区块链的技术，将每个用户的接入认证请求作为一个事务处理，将mesh网络中的所有的认证记录视为公共分类账，能够实现对恶意攻击WLAN网络的有效监控，该方法能够解决认证节点对PKI和CA的依赖。用户发出入网申请时，需要将自己的身份信息和相关数据通过实时提交传送给mesh核心，mesh核心通过IPC方式通知区块链核心模块进行验证。验证通过后，系统发出两条异步消息，通过路由算法调用内核的WiFi驱动实现上网功能，同时将认证结果写入存储到公共分类账，利用P2P技术将其通知给公有链中的每一个节点。最终实现基于区块链技术的WLAN mesh安全接入的功能。具体来说，WLAN mesh网的区块链架构是包括与入网用户连接的mesh核心，与mesh核心采用IPC进程通信的内核链，与内核链通信连接的WiFi驱动模块，与内核链通信连接的MySQL公共分类账，以及采用P2P技术与MySQL公共分类账连接的公有链。
在区块链架构的基础上，实现WLAN mesh安全接入的方法包括以下步骤：
第一步，入网用户提交入网认证请求并填写入网基础信息，同时，采用非对称算法生成一对公钥和私钥；将所述公钥和入网基础信息打包发送给网络核心，并将所述私钥反馈给入网用户。在此，运用非对称性的加密算法的特性保护入网基础信息的安全性，大大降低破解密码的可能性，保证入网基础信息安全可靠。另外，在公钥和入网基础信息打包之前，采用公钥加密所述入网基础信息，以防止入网基础信息泄露。总所周知，非对称算法生成的公钥和私钥破译难度极大，只要使用者不泄露自己的私钥，就不存在入网基础信息破译、泄露的问题。
第二步，所述mesh核心接收入网用户提交入网认证请求，通过查询无线局域网的路由表，并广播发送地址解析协议请求。所述mesh核心采用IPC进程通信将公钥和入网基础信息发生给内核链。需要说明的是，查询无线区域网的路由表以及广播发送地址解析协议请求的方法属于现有技术，在此仅仅使用了该方式，因此，不再赘述查找路由表、广播地址解析协议请求的具体逻辑。
第三步，所述内核链存储mesh核心发送的公钥和入网基础信息。入网用户提供私钥，并与内核链存储的公钥进行验证。若所述私钥与公钥匹配，则进入第四步，否则，认证失败，并结束。具体来说，内核链通过IPC进程通信向mesh核心回应反馈入网用户的身份验证情况，若内核链接受并通过公钥与私钥验证，则确认入网用户的节点为合法性，否则，不允许入网用户接入无线局域网。
第四步，内核链采用Ioctrl socket函数和路由算法调用WiFi驱动模块，实现入网用户无线局域网接入。与此同时，内核链将接入无线局域网的入网用户的入网基础信息写入MySQL公共分类账中，形成以时间先后顺序排列、且首尾依次连接的区块链，并加盖上传至区块链对应的时间戳。其中，内核链通过入网用户的身份验证，通过Ioctrl socket函数控制socket接口模式，并获得socket接口参数，使用路由算法调用内核的WiFi驱动模块，来实现安全上网功能。另外，在内核链发送的区块之前，采用哈希加密算法加密并形成区块。本实施例中内核链的加密算法采用的是哈希加密算法，经过SHA256哈希运算后转换成长度为256位的二进制随机数。内核链将每一入网用户的认证记录加密单独封装成一区块，并将形成的区块存储在MySQL公共分类账中，形成以时间先后认证的区块链。在本步骤的区块中存放有用户的身份信息包括哈希值、数字指纹和时间戳。
第五步，MySQL公共分类账采用P2P技术将MySQL公共分类账内区块链记载的信息发送给公有链的每一节点，实现所有节点存储并保护区块链信息。所有的节点对区块链中的信息进行共同维护，利用区块链去中心化和不可篡改的特点更安全的保护其信息的安全性。其中，公有链中的各节点均包括密钥生产、保存、备份、更新、查询等服务，并且公有链中的每一个节点可以替代传统方法中的中心服务器，实现去中心的分布式布置，在减少传统方法中的中心服务器认证环节的同时，也能使WLAN mesh安全接入认证更为方便。
综上所述，本发明巧妙地利用了区块链去中心化、防止非法篡改等优点，并结合非对称算法的密钥，以及哈希算法，既能实现各节点的区块链信息共同维护，又能防止非法接点接入无线局域网中。可以说，本发明具有安全可靠、接入安全验证和信息共享加密等优点，与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，在无线局域网接入领域具有广阔的市场前景。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，其特征在于，包括与入网用户连接的mesh核心，与mesh核心采用IPC进程通信的内核链，与内核链通信连接的WiFi驱动模块，与内核链通信连接的MySQL公共分类账，以及采用P2P技术与MySQL公共分类账连接的公有链；
所述方法包括以下步骤：
步骤S01，入网用户提交入网认证请求并填写入网基础信息，同时，采用非对称算法生成一对公钥和私钥；采用公钥加密所述入网基础信息后，将所述公钥和入网基础信息打包发送给mesh核心，并将所述私钥反馈给入网用户；
步骤S02，所述mesh核心接收入网用户提交的入网认证请求，查询无线局域网的路由表，并通过地址解析协议广播发送请求；所述mesh核心采用IPC进程通信将公钥和入网基础信息发送给内核链；
步骤S03，所述内核链存储mesh核心发送的公钥和入网基础信息；入网用户提供私钥，并与内核链存储的公钥进行验证；若所述私钥与公钥匹配，则进入步骤S04，否则，认证失败；
步骤S04，内核链采用Ioctrl socket函数和路由算法调用WiFi驱动模块，实现入网用户无线局域网接入；同时，内核链将每一入网用户的认证记录加密单独封装成一区块，并将形成的区块存储在MySQL公共分类账中，形成以时间先后认证、且首尾依次连接的区块链，并加盖上传至区块链对应的时间戳；
步骤S05，MySQL公共分类账采用P2P技术将MySQL公共分类账内区块链记载的信息发送给公有链的每一节点，实现所有节点存储并保护区块链信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，其特征在于，所述步骤S03中，内核链通过IPC进程通信向mesh核心回应反馈入网用户的身份验证情况；若内核链接受并通过公钥与私钥验证，则确认入网用户的节点为合法性，否则，不允许入网用户接入无线局域网。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，其特征在于，所述步骤S04中，内核链通过入网用户的身份验证，通过Ioctrl socket函数控制socket接口模式，并获得socket接口参数。
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，其特征在于，所述步骤S04中，内核链将每一入网用户的认证记录加密单独封装成一区块，并将形成的区块存储在MySQL公共分类账中，形成以时间先后认证的区块链。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，其特征在于，在所述内核链发送的区块之前，采用哈希加密算法加密并形成区块。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的WLAN mesh安全接入方法，其特征在于，所述步骤S01中，公钥和入网基础信息打包之前，采用公钥加密所述入网基础信息，以防止入网基础信息泄露。
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