CN114339735A

CN114339735A - 一种基于ntru的天地一体化网络匿名接入认证方法

Info

Publication number: CN114339735A
Application number: CN202111510378.2A
Authority: CN
Inventors: 徐川; 贺杨洪; 赵国锋; 王杉杉; 胡渝; 申文岩
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2041-12-10
Also published as: CN114339735B

Abstract

本发明属于信息网络安全领域，具体涉及一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法；包括：终端设备与卫星分别向网络控制中心注册信息；用户登陆UE；UE基于NTRU算法计算UE接入认证请求消息并向卫星发送接入认证请求消息；卫星向网络控制中心转发接入认证请求消息；网络控制中心计算接入认证请求响应并向卫星发送接入认证请求响应；卫星基于NTRU加密体制计算星地接入认证请求响应并向UE发送星地接入认证请求响应；UE接收星地接入认证请求响应并完成接入认证；本发明基于非对称NTRU加密体制，设计了能够抵御量子攻击的匿名接入认证方法对终端设备进行认证，能降低卫星的存储和计算开销，同时提高系统的安全性。

Description

一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法

技术领域

本发明属于信息网络安全领域，具体涉及一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法。

背景技术

天地一体化网络是利用空间、陆地、海洋中的各种传感器获取的感知信息，为各类应用需求提供高效服务的宽带大容量智能化综合网络，是保障国民经济和国家安全的重大基础设施。天地一体化网络支持卫星、地面网络、飞机、航天器和其他空中或地面网络节点之间的通信，具有广泛覆盖的优势。与此同时，天地一体化网络区别于传统网络，存在信道暴露、拓扑多变、资源受限、链路间歇连接等问题，面临着网络攻击、数据窃取等众多威胁和挑战。因此，针对卫星网络安全，首要问题就是设计用户终端接入认证机制。

在传统的天地一体化网络中，终端接入认证时使用的密码体制都是基于大整数分解和椭圆曲线上离散对数问题的困难性。但是Shor与Grover算法的提出以及量子计算机的出现，在理论和实践上都证明了传统密钥体制RSA、ElGanal等不再安全。传统密码体制无法抵御量子计算的攻击，存在着极大的安全隐患，因此，亟需一种基于能够抗量子攻击的天地一体化网络的匿名接入认证方法，提高天地一体化网络的安全性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，该方法包括：

S1：初始化系统参数；

S2：终端设备与卫星分别向网络控制中心发送注册信息；其中，终端设备的注册信息包括：身份ID_UE、用户公钥h_UE、登录验证LA_UE和随机数λ；

S3：用户将身份ID_UE和密码LP_UE输入到终端设备UE中进行验证，若验证失败，则用户登录终端失败；若验证成功，则终端设备生成接入认证请求消息，并将该消息发送给卫星；其中，接入认证请求信息包括：UE的匿名身份SID_UE、UE登录的时间戳t_UE、ID_UE的加密信息A₁、随机多项式β_UE的加密信息A₂以及校验信息Z₁；

S4：卫星对接入认证请求消息的时间戳t_UE进行验证，若验证失败，则接入失败；若验证成功，则卫星保存UE的匿名身份SID_UE并计算卫星对UE接入认证的签名DS，卫星向网络控制中心转发接入认证请求消息和签名DS；

S5：网络控制中心判断接收的信息是否满足接收条件；

若不满足，则拒绝接收卫星发送的信息；若满足，则接收接入认证请求消息并验证卫星身份ID_SAT和UE匿名身份SID_UE的合法性；

若验证失败，则接入失败；若验证成功，则网络控制中心计算接入认证请求响应，并将接入认证请求响应发送给卫星；其中，接入认证请求响应包括：校验信息Z₂的加密信息A₃、随机多项式β_UE的加密信息A₄、UE公钥h_UE以及校验信息Z₃。

S6：卫星根据接收的接入认证请求响应验证网络控制中心和保存的UE的匿名身份SID_UE的合法性，若验证失败，则接入失败；若验证成功，则卫星计算会话密钥SK_SM，并根据会话密钥生成接入认证请求成功响应，将接入认证请求成功响应发送给UE；其中，接入认证请求成功响应包括校验信息Z₂的加密信息A₅、随机多项式β_SAT的加密信息A₆以及校验信息Z₄；

S7：UE验证卫星身份的合法性，若验证失败，则接入失败；若验证成功，UE计算会话密钥SK_MS，根据话密钥SK_MS计算校验信息Z₄′，验证校验信息Z₄′与校验信息Z₄是否相等，若不相等，则接入失败，若相等，完成接入认证。

优选的，终端设备向网络控制中心发送注册信息后，网络控制中心根据注册信息生成终端设备的身份证明POI，并将身份证明POI发送给注册的终端设备。

优选的，用户将身份ID_UE和密码LP_UE输入到终端设备UE中进行验证包括：终端设备UE根据身份ID_UE、密码LP_UE和随机数λ计算登录验证LA_UE′，判断LA_UE′是否与登录验证LA_UE相等，如果相等，则验证成功，允许UE用户登录；如果不相等，验证失败，则拒绝非法UE登录；计算登录验证LA_UE′的公式为：

LA_UE′＝H₁(ID_UE||LP_UE||λ)

其中，LA_UE′表示终端设备UE计算的登录验证，H₁()表示单向哈希函数，||表示字段拼接。

优选的，终端设备生成接入认证请求消息包括：记录UE的登录时间戳t_UE；从格空间ξ_r中选取随机多项式β_UE；根据身份证明POI、时间戳t_UE、随机多项式β_UE和用户身份ID_UE计算UE的匿名身份SID_UE；基于NTRU加密算法对ID_UE和β_UE进行加密；根据身份证明、用户身份ID_UE、随机多项式β_UE以及时间戳t_UE计算校验信息Z₁。

优选的，卫星对接入认证请求消息的时间戳t_UE进行验证包括：记录UE接入请求的时间戳t_SAT；验证是否满足t_SAT-t_UE＜Δt，若不满足，则验证失败，若满足，则验证成功；其中，Δt表示系统允许的最大时延。

优选的，验证卫星身份ID_SAT和UE匿名身份SID_UE的合法性的过程包括：

网络控制中心计算卫星对UE接入认证的签名DS′，判断DS′是否与DS相等，若相等，则网络控制中心认为卫星身份合法，若不相等，则认为不合法；

网络控制中心通过自己的密钥f_NCC解密UE加密的加密信息A₁，A₂，根据解密信息得到ID_UE′和β_UE′，根据ID_UE′和β_UE′计算校验信息Z₁′和SID_UE′，判断Z₁′和SID_UE′是否分别与Z₁和SID_UE相等，若相等，则网络控制中心认为UE匿名身份合法，否则，则认为不合法。

优选的，网络控制中心计算接入认证请求响应包括：在格空间ξ_r中随机选取一个多项式α_NCC；根据卫星身份ID_SAT和格空间ξ_r中的随机多项式β_UE计算校验信息Z₂；基于NTRU加密体制加密Z₂和β_UE；根据校验信息Z₂计算校验信息Z₃。

优选的，卫星计算会话密钥SK_SM包括：从格空间ξ_r中选取随机多项式β_SAT，根据随机多项式β_SAT计算卫星与UE之间的共享密钥算子K_SM＝β_SAT·β_UE，卫星根据共享密钥算子生成会话密钥SK_SM，计算公式为：

SK_SM＝H₃(K_SM||ID_SAT||SID_UE)

其中，ID_SAT表示卫星的身份ID，SID_UE表示UE的匿名信息，H₃()表示单向哈希函数。

优选的，卫星根据会话密钥生成接入认证请求成功响应包括：根据UE的公钥h_UE分别对校验信息Z₂和格空间ξ_r中的随机多项式β_SAT进行加密，得到校验信息Z₂的加密信息A₅和随机多项式β_SAT的加密信息A₆；根据会话密钥SK_SM、UE的匿名身份SID_UE、校验信息Z₂和β_SAT计算校验信息Z₄。

优选的，UE验证卫星身份的合法性包括：UE使用自身的密钥f_UE解密卫星发送的加密信息A₅、A₆，得到Z₂和β_SAT；UE计算Z₂′，判断Z₂′与解密得到的Z₂是否相等，如果相等，则UE认为卫星是合法的，否则，则认为不合法。

本发明的有益效果为：提出了天地一体化网络中NTRU加密体制的天地一体化网络匿名接入认证的方法，可以有效在UE和SAT之间进行双向认证，避免非法恶意用户对网络资源的非法访问以及非法卫星获取合法UE的身份信息。同时使用基于格空间的NTRU加密体制能够保障接入认证的安全性，相较于传统的基于大整数分解和椭圆曲线上离散对数难题的加密体制，NTRU加密体制计算效率更高、资源消耗更小同时能够抵御量子计算机的攻击，因此更加适合信道暴露、资源有效、拓扑多变的天地一体化网络环境。当UE向SAT发送接入认证请求时，UE使用匿名身份SID_UE，卫星首先校验时间戳以防止重放攻击，然后将接入认证请求转发给NCC进行UE以及SAT身份进行验证，若验证成功，则向卫星回复认证响应消息，同时通过使用匿名终端身份SID_UE，实现了终端设备的匿名认证，保护了终端设备的隐私。针对卫星网络通信中断链问题，本发明基于断链前会话密钥提出了一种再次接入认证方案。认证过程简单、计算量较首次接入认证小，并完成新的会话密钥协商。一方面，此过程减少了卫星与NCC的交互次数，减轻NCC负担；另一方面，断续重连可以避免频繁发起初始认证耗费大量资源的问题。本发明基于非对称NTRU加密体制，设计了能够抵御量子攻击的匿名接入认证方法对终端设备进行认证，能降低卫星的存储和计算开销，控制接入认证时延，保证了用户能够快速的接入卫星，同时提高系统的安全性。

附图说明

图1为本发明中基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法流程图；

图2为本发明中终端设备接入卫星认证流程图；

图3为本发明中终端设备再次接入认证流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，如图1所示，所述方法包括：

S1：初始化系统参数；

S3：用户将身份ID_UE和密码LP_UE输入到终端设备UE中进行验证，若验证失败，则用户登录终端失败；若验证成功，则终端设备生成UE接入认证请求消息，并将该消息发送给卫星；其中，接入认证请求信息包括：UE的匿名身份SID_UE、UE登录的时间戳t_UE、ID_UE的加密信息A₁、随机多项式β_UE的加密信息A₂以及校验信息Z₁；

S5：网络控制中心判断接收的信息是否满足接收条件；

如图2所示，基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证具体流程如下：

初始化系统参数，网络控制中心NCC广播系统参数p，q，n，h_NCC以及一系列单向哈希函数H()、H₁()、H₂()、H₃()、H₄()，其中n是多项式环的纬度，p是一个一般为2或3的素数，q是用于取模的远远大于p的正整数，例如，q为97；h_NCC是网络控制中心NCC的公钥。

终端设备UE与卫星SAT携带设备固有信息向网络控制中心NCC进行注册；注册过程为：UE选择一个随机数λ并设置登录密码LP_UE，并基于NTRU算法计算UE的私钥f_UE、公钥h_UE，其中满足

g_UE是一个随机多项式。计算登录验证LA_UE＝H₁(ID_UE||LP_UE||λ)并通过离线的安全信道将UE的注册信息发送给NCC，其中，注册信息包括身份ID_UE、用户公钥h_UE、登录验证LA_UE和随机数λ即{ID_UE，h_UE，LA_UE，λ}；网络控制中心NCC接收到UE的注册消息之后，首先记录下UE的注册时间戳t_NCC，然后NCC利用私钥f_NCC和UE的注册时间戳t_NCC生成他人无法计算和伪造的UE身份证明POI＝H₁(ID_UE||t_NCC||f_NCC)，NCC存储终端设备信息表{ID_UE，POI，t_NCC，h_UE}；由于卫星SAT数目相对于UE的数目是较少的，所以设定在SAT发射之前已经在NCC注册且卫星与终端设备两者之间使用安全的对称密钥来传输信息，同时需要在SAT维护数据表以检验接入设备的合法性；注册信息包括卫星身份ID_SAT、卫星公钥h_SAT、卫星私钥f_SAT和对称密钥SK_SN，数据表为{ID_SAT，h_SAT，f_SAT，SK_SN}。

用户将身份ID_UE和密码LP_UE输入到终端设备UE中进行验证，验证过程为：

终端设备UE根据身份ID_UE、密码LP_UE和随机数λ计算登录验证LA_UE′，判断LA_UE′是否与登录验证LA_UE相等，若相等，则验证成功，允许UE用户登录；若不相等，验证失败，则拒绝非法UE登录；计算登录验证LA_UE′的公式为：

LA_UE′＝H₁(ID_UE||LP_UE||λ)

登录成功之后，终端设备UE基于NTRU算法生成接入认证请求消息，并将该消息发送给卫星；其中，接入认证请求信息包括：UE的匿名身份SID_UE、UE登录的时间戳t_UE、ID_UE的加密信息A₁、随机多项式β_UE的加密信息A₂以及校验信息Z₁；生成UE接入认证请求消息过程为：首先记录下UE的登录时间戳t_UE，从格空间中选取两个随机多项式β_UE,α_UE∈ξ_r；然后，根据身份证明POI、时间戳t_UE、随机多项式β_UE、用户ID_UE等计算UE的匿名身份SID_UE，计算公式为：

SID_UE＝H₄(POI||ID_UE||β_UE||t_UE)

之后，基于NTRU加密算法对ID_UE和β_UE进行加密，得到ID_UE的加密信息A₁和随机多项式β_UE的加密信息A₂；加密公式为：

A₁＝p·h_NCC·α_UE+ID_UE

A₂＝A₁·ID_UE+β_UE；

UE计算校验信息Z₁，用于NCC校验解密信息的正确性，计算公式为：

Z₁＝H₂(POI||ID_UE||β_UE|t_UE)

UE向卫星SAT发送接入认证请求消息；SAT验证接入认证请求消息的时间戳t_UE防止重发攻击，验证过程为：记录UE接入请求的时间戳t_SAT；验证是否满足t_SAT-t_UE＜Δt，其中，Δt表示系统允许的最大时延；若不满足，则验证失败，SAT向UE发送拒绝接入认证响应，拒绝接入请求消息；若满足，则SAT保存UE的匿名信息SID_UE并且计算SAT对UE接入认证的签名DS，DS计算公式为：

DS＝H₂(A₁||A₂||SK_SN||ID_SAT)

终端设备UE首次接入卫星SAT时为了保证非法终端设备UE无法访问卫星资源和非法卫星SAT无法获取终端用户UE的私密信息需要实现双向认证。终端设备UE和卫星SAT之间的双向认证需要在网络控制中心NCC的参与下完成。所以卫星SAT对终端设备UE的接入认证请求消息进行数签之后，需要向网络控制中心转发接入认证请求消息和签名DS，卫星向网络控制中心转发的消息还包括UE接入请求的时间戳t_SAT和卫星身份ID_SAT，即卫星向网络控制中心转发的消息可表示为{SID_UE，t_UE，A₁，A₂，Z₁，t_SAT，DS，ID_SAT}；

网络控制中心记录接收时间戳t_SN，并判断是否满足接收条件t_SN-t_SAT＜Δt，Δt表示字段拼接，若不满足，则拒绝接收卫星发送的信息并向SAT发送拒绝接入响应；若满足，则接收接入认证请求消息并验证卫星身份ID_SAT和UE匿名身份SID_UE的合法性，验证卫星身份ID_SAT和UE匿名身份SID_UE的合法性的过程包括：

网络控制中心计算卫星对UE接入认证的签名DS′，判断DS′是否与DS相等，若相等，则网络控制中心认为卫星身份合法，若不相等，则认为不合法。

网络控制中心通过自己的密钥f_NCC解密UE加密的加密信息A₁，A₂，根据解密信息得到ID_UE′和β_UE′，根据ID_UE′和β_UE′计算校验信息Z₁′和SID_UE′，判断Z₁′和SID_UE'是否分别与Z₁和SID_UE相等，若相等，则网络控制中心认为UE匿名身份合法，否则，则认为不合法。

网络控制中心计算接入认证请求响应包括：在格空间ξ_r中随机选取一个多项式α_NCC；根据卫星身份ID_SAT和格空间ξ_r中的随机多项式β_UE计算校验信息Z₂，计算公式为：

Z₂＝H₂(POI||ID_SAT||β_UE)

基于NTRU加密体制加密Z₂和β_UE，得到校验信息Z₂的加密信息A₃和随机多项式β_UE的加密信息A₄；加密公式为：

A₃＝p·h_SAT·α_NCC+Z₂

A₄＝A₃·Z₂+β_UE

根据校验信息Z₂计算校验信息Z₃，计算公式为：

Z₃＝H₂(Z₂||h_UE||SK_NS||SID_UE)

网络控制中心卫星向发送接入认证请求响应；其中，接入认证请求响应包括：校验信息Z₂的加密信息A₃、随机多项式β_UE的加密信息A₄、UE公钥h_UE以及校验信息Z₃。

SAT接收到NCC的接入请求响应消息之后，卫星根据接收的接入认证请求响应验证网络控制中心和保存的UE的匿名身份SID_UE的合法性，若验证失败，则接入失败；若验证成功，则卫星计算会话密钥SK_SM。验证UE的匿名身份SID_UE和网络控制中心身份的合法性过程为：SAT使用自己的私钥f_SAT解密A₃、A₄得到数据Z'₂和随机多项式β_UE'；利用保存的SID_UE来计算校验信息Z₃'：

Z₃'＝H₂(Z₂||h_UE||SK_SN||SID_UE)，

判断Z₃'与Z₃是否相等，若相等，则SAT认为NCC和UE的匿名SID_UE都是合法的，验证成功；若不相等，则SAT认为NCC和UE的匿名SID_UE不合法，验证失败。

SAT从格空间ξ_r中选取两个随机多项式β_SAT和α_SAT，卫星计算会话密钥SK_SM的过程为：根据随机多项式β_SAT计算SAT与UE之间的共享密钥算子K_SM＝β_SAT·β_UE，SAT生成会话密钥SK_SM：

SK_SM＝H₃(K_SM||ID_SAT||SID_UE)

卫星SAT基于NTRU加密体制，利用UE的公钥h_UE分别对Z₂和β_SAT进行加密计算，得到校验信息Z₂的加密信息A₅和随机多项式β_SAT的加密信息A₆：

A₅＝p·h_UE·α_SAT+Z₂

A₆＝A₅·Z₂+β_SAT

SAT生成信息校验码Z₄并向UE发送接入认证请求成功响应消息{A₅，A₆，Z₄}，Z₄计算公式为：

Z₄＝H(SK_SM||SID_UE||Z₂||β_SAT)

UE接收接入认证请求成功响应并验证卫星身份的合法性的过程为：UE接收到SAT发送的接入认证请求响应之后，首先使用自身的密钥f_UE解密SAT加密发送的信息A₅、A₆得到Z₂和β_SAT；UE计算Z₂′，Z₂′计算公式为：

Z₂′＝H₂(POI||ID_SAT||β_UE)

判断Z₂′与解密得到的Z₂是否相等，如果相等，则UE认为卫星是合法的，否则，则认为不合法。

卫星合法后，计算UE和SAT之间的共享密钥算子K_MS＝β_SAT·β_UE并通过密钥算子计算UE与SAT之间的会话密钥SK_MS：

SK_MS＝H₃(K_SM||ID_SAT||SID_UE)

最后校验SAT与UE之间生成的会话密钥Z₄′：

Z₄′＝H(SK_MS||SID_UE||Z₂′||β_SAT)

验证校验信息Z₄′与校验信息Z₄是否相等，如果相等，说明会话密钥协商成功，完成接入认证；如果不等，则表示会话密钥协商失败，接入认证失败。

如图3所示，一种当星地链路中断之后，UE发起再次接入认证的具体实施方式为：

UE选取格空间ξ_r的随机多项式β_UE′∈ξ_r，计算并向SAT网络发送再次接入认证器请求消息{SID_UE，M，t_UE′}，M计算公式为：

其中SK_MS为断开链路前的会话密钥，t_UE′为再次接入认证的时间戳，SID_UE为终端设备的匿名信息。

SAT接收到再次接入认证消息之后，检测时间戳t_UE′的有效性，若无效，则接入失败，若有效，则计算β_UE”：

SAT选取格空间ξ_r的随机多项式β_SAT′∈ξ_r，计算新的会话密钥SK_SAT2和N：

SK_SAT2＝H₂(SID_UE,β_UE”,β_SAT′)

最后计算MAC并向UE发送{N，MAC，t_SAT'}；

MAC＝H₃(SID_UE,β_UE”,β_SAT′,t_SAT′,SK_SAT2)

其中，tt_SAT′为当前SAT时间戳。

UE接收到请求响应之后，首先检查时间戳t_SAT′的有效性；若无效，则接入失败，若有效，求解出

计算会话密钥SK_UE2：

SK_UE2＝H₂(SID_UE,β_UE′,β_SAT”)

计算MAC′：

MAC′＝H₃(SID_UE,β_UE′,β_SAT”,t_SAT',SK_UE2)

验证MAC'与MAC是否相等，如果不相等，则验证失败，接入失败；如果相等，则验证成功，完成再接入认证。

本发明提出了天地一体化网络中NTRU加密体制的天地一体化网络匿名接入认证的方法，可以有效在UE和SAT之间进行双向认证，避免非法恶意用户对网络资源的非法访问以及非法卫星获取合法UE的身份信息。同时使用基于格空间的NTRU加密体制能够保障接入认证的安全性，相较于传统的基于大整数分解和椭圆曲线上离散对数难题的加密体制，NTRU加密体制计算效率更高、资源消耗更小同时能够抵御量子计算机的攻击，因此更加适合信道暴露、资源有效、拓扑多变的天地一体化网络环境。当UE向SAT发送接入认证请求时，UE使用匿名身份SID_UE，卫星首先校验时间戳以防止重放攻击，然后将接入认证请求转发给NCC进行UE以及SAT身份进行验证，若验证成功，则向卫星回复认证响应消息，同时通过使用匿名终端身份SID_UE，实现了终端设备的匿名认证，保护了终端设备的隐私。针对卫星网络通信中断链问题，本发明基于断链前会话密钥提出了一种再次接入认证方案。认证过程简单、计算量较首次接入认证小，并完成新的会话密钥协商。一方面，此过程减少了卫星与NCC的交互次数，减轻NCC负担；另一方面，断续重连可以避免频繁发起初始认证耗费大量资源的问题。本发明基于非对称NTRU加密体制，设计了能够抵御量子攻击的匿名接入认证方法对终端设备进行认证，能降低卫星的存储和计算开销，控制接入认证时延，保证了用户能够快速的接入卫星，同时提高系统的安全性。

以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，包括：

S1：初始化系统参数；

S5：网络控制中心判断接收的信息是否满足接收条件；

2.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，终端设备向网络控制中心发送注册信息后，网络控制中心根据注册信息生成终端设备的身份证明POI，并将身份证明POI发送给注册的终端设备。

3.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，用户将身份ID_UE和密码LP_UE输入到终端设备UE中进行验证包括：终端设备UE根据身份ID_UE、密码LP_UE和随机数λ计算登录验证LA_UE′，判断LA_UE′是否与登录验证LA_UE相等，如果相等，则验证成功，允许UE用户登录；如果不相等，验证失败，则拒绝非法UE登录；计算登录验证LA_UE′的公式为：

LA_UE′＝H₁(ID_UE||LP_UE||λ)

4.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，终端设备生成接入认证请求消息包括：记录UE的登录时间戳t_UE；从格空间ξ_r中选取随机多项式β_UE；根据身份证明POI、时间戳t_UE、随机多项式β_UE和用户身份ID_UE计算UE的匿名身份SID_UE；基于NTRU加密算法对ID_UE和β_UE进行加密；根据身份证明、用户身份ID_UE、随机多项式β_UE以及时间戳t_UE计算校验信息Z₁。

5.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，卫星对接入认证请求消息的时间戳t_UE进行验证包括：记录UE接入请求的时间戳t_SAT；验证是否满足t_SAT-t_UE＜Δt，若不满足，则验证失败，若满足，则验证成功；其中，Δt表示系统允许的最大时延。

6.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，验证卫星身份ID_SAT和UE匿名身份SID_UE的合法性的过程包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，网络控制中心计算接入认证请求响应包括：在格空间ξ_r中随机选取一个多项式α_NCC；根据卫星身份ID_SAT和格空间ξ_r中的随机多项式β_UE计算校验信息Z₂；基于NTRU加密体制加密Z₂和β_UE；根据校验信息Z₂计算校验信息Z₃。

8.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，卫星计算会话密钥SK_SM包括：从格空间ξ_r中选取随机多项式β_SAT，根据随机多项式β_SAT计算卫星与UE之间的共享密钥算子K_SM＝β_SAT·β_UE，卫星根据共享密钥算子生成会话密钥SK_SM，计算公式为：

SK_SM＝H₃(K_SM||ID_SAT||SID_UE)

9.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，卫星根据会话密钥生成接入认证请求成功响应包括：根据UE的公钥h_UE分别对校验信息Z₂和格空间ξ_r中的随机多项式β_SAT进行加密，得到校验信息Z₂的加密信息A₅和随机多项式β_SAT的加密信息A₆；根据会话密钥SK_SM、UE的匿名身份SID_UE、校验信息Z₂和β_SAT计算校验信息Z₄。

10.根据权利要求1所述的一种基于NTRU的天地一体化网络匿名接入认证方法，其特征在于，UE验证卫星身份的合法性包括：UE使用自身的密钥f_UE解密卫星发送的加密信息A₅、A₆，得到Z₂和β_SAT；UE计算Z₂′，判断Z₂′与解密得到的Z₂是否相等，如果相等，则UE认为卫星是合法的，否则，则认为不合法。