CN115769545A

CN115769545A - 用于从加密会话中捕获数据包的方法

Info

Publication number: CN115769545A
Application number: CN202180040583.9A
Authority: CN
Inventors: I.阿拉尔; E.史蒂芬; G.弗罗门图克斯; A.布劳德
Original assignee: Ao Lanzhi
Current assignee: Ao Lanzhi
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2023-03-07
Also published as: US20230247009A1; EP4162663A1; WO2021245350A1; FR3111252A1

Abstract

本发明涉及一种用于从在终端单元与数据服务器之间建立的加密会话中捕获数据包的方法，所述数据包包括用于确定用于对该数据包进行加密的安全密钥的数据，该方法由在该终端单元与该数据服务器之间路由该数据包的设备来实施并且包括：分析由该终端单元传输并且发往该服务器的多个数据包；从该多个所分析数据包中识别合作数据包，所述合作数据包包括该确定数据，该确定数据与用于在该终端单元发送所述合作数据包之前对由该终端单元传输到该数据服务器的数据包进行加密的安全密钥相对应；以及使用与来自所识别合作数据包的确定数据相对应的安全密钥来对接收到的合作数据包进行解密。

Description

用于从加密会话中捕获数据包的方法

技术领域

本发明涉及在通信基础设施的协议(如传输协议)中传输多路复用数据流，并且旨在提出一种解决方案以允许对一组传输的数据流中的特定数据流应用处理。

背景技术

在通信网络中，数据流的路由越来越安全，即，通过对两个对端之间交换的数据应用认证和保密机制来进行路由。随着在TLS(传输层安全性)和TCP(传输控制协议)协议上传输的HTTP/2(超文本传输协议/2)协议的使用，然后QUIC(快速UDP互联网通信)传输协议的快速发展，这种安全性得到了提高。此QUIC协议被多种Web浏览器和应用程序服务器广泛使用。QUIC将RTP(实时传输协议)、MPTCP(多路径TCP)、TCP、SCTP(流控制传输协议)和TLS协议的传输、多路复用和保护功能结合在单个协议中。其使用针对数据包报头中存在的信令数据的集成认证和保密机制以及来自协议中第一次消息交换(握手过程)的密钥更新增强了安全性。还应该注意，QUIC协议是具有这种安全性和若干个数据流在单个连接中的多路复用特征的协议的示例，但是这些特征也适用于其他协议。因此，MPTCP、HTTP3、SCTP、SPDY和HTTP2协议也允许多路复用若干个数据流，并且因此具有如下所述的限制。

路由在如QUIC等协议中传输的数据的运营商一方面面临如加密等安全机制的应用导致的识别流的问题，另一方面面临在单个数据会话中多路复用数据流的问题。例如，这可能在车辆数据服务开发的背景下发生。应当注意，欧洲当前正在部署一种eCall服务。eCall服务表示欧盟委员会的一项倡议，旨在最终在欧盟销售的所有车辆中引入基于公共服务的自动紧急呼叫系统(eCall)，从而允许发生事故的汽车(无论它在哪个欧盟国家)立即呼叫紧急服务，同时发送一定量的数据，这些数据包括其精确位置。此系统基于单个欧洲紧急号码112以地理定位进行改进，允许紧急服务部门根据事故的严重程度和所涉车辆的类型进行更快的响应。

因此，通过融合配有SIM卡的称为TCU(远程信息控制单元)的联网单元，汽车制造商因此已经开始在2018年4月以来发布的所有新车型中部署了eCall服务。然而，这种eCall辅助服务的发展似乎伴随着由这种TCU单元提供的其他服务。这些服务可以是驾驶员辅助服务、娱乐服务或者甚至是车辆控制服务。与这些不同服务相关联的数据需要运营商进行不同的处理。因此，可以针对与娱乐服务相关的数据向客户收费，可以复制车辆的控制数据以便在出现问题时使用，并且辅助数据可以应用高优先级，因为这些数据在其传输时一定不能经历任何时延。例如由TCU单元传输的这一数据还具有被路由到一个或多个无差别服务器的特定特征。实际上，内容提供商或数据缓存解决方案提供商似乎可以发送或接收上述各种类型的数据(辅助、娱乐、控制等)中的多种类型的数据。文献US 2005-0177506 A1描述了一种用于为了与每个流相关联的计费而区别流的解决方案，但是所提出的解决方案基于根据IP地址来区分流。这种解决方案对于上述问题是无效的，因为运营商的路由设备认为这些流都来自单个设备，如TCU单元，并且因此来自单个IP地址。应当注意，目的地址也不能够区分流，因为如果内容服务器或缓存服务器是若干个不同流的接收者，则该地址也可能是各种多路复用数据流的共同地址。

本发明的目的是提供对现有技术的改进。

发明内容

本发明使用一种方法来改善这种情况，该方法用于从与多个应用程序相关的一组消息中辨别与第一应用程序相关的第一消息，该第一消息由终端单元借助于路由设备传输到数据服务器，该路由设备能够对与该第一消息相关的属性应用处理，所述方法由该终端单元实施并且包括：

-将与第一消息相关的属性添加到信息数据包，所述数据包合并应用了处理的属性；

-对包括所添加属性的信息数据包应用标记；

-将包括所应用标记的信息数据包传输到该数据服务器。

因此，该方法允许管理如路由器或DPI(深度数据包检查)类型的设备或通信网络中的任何其他设备等设备的运营商能够明确地从一组消息中识别消息，而不需要复杂的处理。这种识别实际上变得越来越复杂，一方面是因为内容服务器合并各种各样的独立服务，另一方面是通过使用协议将越来越多来自各种应用程序或终端的消息多路复用，这些应用程序和这些终端借助于终端单元传输消息。在这种情况下，如终端单元和/或数据服务器的IP地址等标识符不足以确定地识别来自应用程序或终端的消息。该方法允许终端单元能够在特定数据包中根据各种属性对某些消息进行识别和合并，这些属性例如是作为消息来源的终端、应用程序的类型或者甚至所使用的应用程序、与应用程序相关的服务质量。因此，该单元构造合并将从网络中的设备接收特定处理的消息的数据包，并且例如通过修改用于标记该消息的参数来对该数据包应用标记，其方式使得在读取该标记参数时，该设备快速识别该数据包，以便然后对由终端单元添加到数据包的消息应用处理。

根据该辨别方法的一个方面，终端单元在该终端单元与数据服务器之间的安全会话中向该数据服务器传输多个消息。

当终端单元与服务器之间交换的消息之间的会话安全地(即经由保证消息保密性的连接)交换数据时，该辨别方法变得特别重要。在这种情况下，只有保存有用于对消息进行解密的密钥的设备才能够访问消息的内容。现在，该方法允许终端单元例如通过修改标记参数来例如在包括消息的数据包的未加密部分中应用标记，使得该设备可以应用既不需要访问数据包内容也不需要修改数据包的处理。

根据该辨别方法的另一方面，信息数据包是安全流多路复用协议的数据包。

如QUIC、HTTP2或HTTP3等安全流多路复用协议具有实施该辨别方法的优势。例如，QUIC协议对于内容提供商和用户来说具有许多优点，特别是其消息多路复用能力和对报头数据的内在保护。该方法可以有利地通过将消息添加到能够由设备处理的QUIC数据包中来实施。实际上，该协议越来越多地得到用户单元和数据服务器的广泛支持，并且允许多路复用消息。这种QUIC数据包的标记允许设备快速区别要处理的数据包和路由到数据服务器而无需处理的其他数据包。

根据该辨别方法的另一方面，安全流多路复用协议是以下协议中的一种协议：MPTCP协议、SCTP协议、QUIC协议、HTTP2协议、SPDY协议、HTTP3协议。

QUIC、HTTP2和HTTP3协议越来越多地被内容提供商和终端提供商用于传输数据。使用这些协议之一的优势在于能够快速地部署这种方法。

根据该辨别方法的另一方面，协议是QUIC协议，并且应用标记包括修改“自旋位”和/或“保留位”中的二进制元素。

自旋位是QUIC协议的报头的某个位。该位尤其可以用于计算发射器与接收器之间的数据传输的时延。该位的使用允许设备能够快速地识别要处理的QUIC数据包，该位包括在QUIC协议的规范中，并且因此得到所有QUIC应用程序的支持，但不一定会被使用，特别是在没有计算时延的情况下。

两个“保留位”的使用使得能够区别四个流管理数据包，从而允许设备能够对包括这四个选项的管理数据包中包括的消息应用四种不同的处理。除了“自旋位”之外还使用“保留位”允许对流管理数据包的消息实施八种不同的处理。术语自旋位和保留位与QUIC协议相关联，并且可以设想在任何安全流多路复用协议中使用具有相同作用的位。

根据该辨别方法的另一方面，信息数据包包括与特定应用程序相对应的属性。

可以实施该方法以便将处理应用于特定应用程序。因此，终端单元可以实例化若干个流管理数据包，每个流管理数据包都包括与特定应用程序相关的消息，并且标记(在这种情况下对应于修改后的标记参数)的应用程序特定于流管理数据包。因此，该设备可以根据每个数据包的不同参数对流管理数据包应用特定处理。

根据该辨别方法的另一方面，终端单元是用于接入局域网的设备，其从该局域网的终端和向该局域网的终端路由多个消息。

该辨别方法可以有利地由用于接入局域网的设备(如家庭网络中的接入网关或车辆网络中的TCU类型的单元)来实施。实际上，终端单元可以辨别不同的应用程序并将来自这些不同应用程序的消息合并到单独的数据包中，使得路由数据包的网络中的设备根据数据包的标记参数应用特定处理。

根据本发明的另一方面，辨别方法包括在添加属性之前根据来自以下列表的一个或多个标准来选择所述第一消息：

-该第一应用程序被包括在由该终端单元管理的应用程序列表中；

-该第一消息是从终端接收的，该终端的标识符被包括在由该终端单元管理的标识符列表中，

-该第一消息包括与服务质量相关的数据，所述数据被包括在由该终端管理的数据集中。

该辨别方法可以有利地针对有限数量的应用程序来实施。例如，仅考虑具有向用户收费的数据的应用程序，并且这些应用程序的消息被添加到管理数据包中。该方法还可以针对终端列表来实例化，无论这是否独立于这些终端所使用的应用程序。消息的数据(例如IP地址或者甚至与服务质量相关的字段)也可以用于决定是否要将该消息添加到管理数据包中，无论这是否与支持该应用程序的应用程序和/或终端相结合。

上文已经描述的辨别方法的各个方面可以彼此独立地实施或者彼此组合地实施。

本发明还涉及一种用于处理与关于第一应用程序的第一消息相关的属性的方法，所述第一消息由终端单元传输到数据服务器，该方法由路由该第一消息并且能够对与该第一消息相关的属性应用处理的设备实施，该方法包括：

-根据应用于接收到的信息数据包的标记来检测包括由终端单元添加的属性的信息数据包；

-处理包括在接收到的信息数据包中的属性。

该处理方法允许将处理应用于数据包，该数据包潜在地合并需要执行处理的若干个消息。因此，该方法允许基于例如数据包的报头中存在的信息来应用处理。因此，如果数据包的有用数据被加密，则传送数据包的设备仍然可以通过基于合并要应用的处理所影响的消息的数据包的标记参数对通过该设备传送的所有消息中的某些消息进行计数来应用与服务质量相关的处理。

根据该处理方法的一个方面，处理包括根据所处理的属性对与应用程序相关的至少一项数据进行计数。

在数据包可以通过针对流向单独实体收费的应用程序来传输的环境中，修改包括与应用程序相关的消息的数据包的标记参数允许针对这些数据包向特定实体收费。因此，例如，标记的数据包包括要向车辆管理者收费的消息，并且这些数据包易于识别以使得其可以被中间设备计数。

根据本发明的方法的一个方面，该处理方法进一步包括根据包括在具有所应用标记的第二信息数据包中的属性来接收和应用与关于第一应用程序的第二消息相关的处理，所述第二信息数据包是从数据服务器接收并发往终端的。

该处理方法可以有利地针对由终端单元和数据服务器传输的数据包来实施。例如，在为了计费或者为了对数据包进行特定处理而对数据包进行计数的情况下，可能需要对由终端单元传输到服务器或者由数据服务器传输到终端单元的双向数据包流应用处理。

以上描述的处理方法的各个方面可以彼此独立地实施或者彼此组合地实施。

本发明还涉及一种用于在与多个应用程序相关的一组消息中辨别与第一应用程序相关的第一消息的设备，该组消息由终端单元借助于路由设备传输到数据服务器，该路由设备能够对与该第一消息相关的属性应用处理，所述设备包括：

-标记模块，该标记模块能够：

-对包括所添加属性的信息数据包应用标记；

-发射器，该发射器能够将包括所应用标记的信息数据包传输到该数据服务器。

能够实施上述辨别方法的所有实施例的这种设备旨在于通信网络中的如用于接入局域网的设备(如家庭网关、终端或路由器类型的设备)等设备中实施。

本发明还涉及一种用于处理与关于第一应用程序的第一消息相关的属性的设备，所述第一消息由终端单元传输到数据服务器，该数据服务器能够对与该第一消息相关的属性应用处理，该设备包括：

-检测器，该检测器能够根据应用于接收到的信息数据包的标记来检测包括由终端单元添加的属性的信息数据包；

-处理模块，该处理模块能够处理包括在接收到的信息数据包中的属性。

能够实施上述处理方法的所有实施例的这种设备旨在于通信网络中的如路由器、防火墙、流检查设备(深度数据包检查)或者甚至是数据服务器等设备中实施。本发明还涉及一种用于处理与关于第一应用程序的第一消息相关的属性的系统，所述第一消息由终端单元传输到数据服务器，该系统包括至少一个辨别设备和至少一个处理设备。

本发明还涉及包括指令的计算机程序，这些指令用于在这些程序都由处理器和记录介质执行时实施上述相应辨别方法和处理方法的步骤，该记录介质可由记录了计算机程序的辨别设备和处理设备分别读取。

本发明还借助于一种用于从终端单元与数据服务器之间建立的加密会话中捕获数据包的方法来改善这种情况，所述数据包包括用于确定对数据包进行加密的安全密钥的数据，该方法由在终端单元与数据服务器之间路由数据包的设备来实施并且包括：

-分析由终端单元传输并且发往服务器的多个数据包；

-从多个所分析数据包中识别合作数据包，所述合作数据包包括与安全密钥相对应的确定数据，该安全密钥用于在终端单元发送所述合作数据包之前对由终端单元传输到数据服务器的数据包进行加密；

-使用与所识别合作数据包的确定数据相对应的安全密钥来对接收到的合作数据包进行解密。

当终端单元与数据服务器之间的连接是安全的、特别是经过加密时，用于路由数据的设备无法访问在该单元与该服务器之间交换的数据包的内容。纠正这一点的一个选择是向该设备提供终端单元和数据服务器所使用的安全密钥。然而，这种提供会导致数据交换中出现安全故障，并且要求将密钥系统地传输到该设备，这代表安全问题。然而，在一些情况下，设备必须能够对某些数据包应用特定的处理，这种处理涉及特别地对某些应用程序进行计费或者向监管机构传输某些数据。因此，该方法允许终端单元能够在由该设备路由的所有数据包中插入合作数据包，并借助于数据包中存在的确定数据(例如通常在数据包的报头中被设定为设备可识别的某个值的一个或多个位)来指示该数据包是要使用由具有特定值的确定数据确定的密钥来解密的合作数据包。因此，该方法有利地允许在终端单元与路由数据的设备之间实施协作，以便允许该设备对由终端单元传输的合作数据应用处理。此外，该方法允许不再用于在终端单元与数据服务器之间传输数据的安全密钥被重新用于终端单元与该设备之间的协作。该设备可以是路由器、防火墙设备或提供会话数据处理的任何其他设备。特别地，数据服务器可以实施针对该设备描述的动作。在这种情况下，数据服务器接收合作数据包，并使用与确定数据相对应的安全密钥来对其进行处理。加密和解密包括可以用于保证所交换数据包的保密性的所有数据保护模式，特别是量子或单应保护技术。

根据该捕获方法的一个方面，确定数据是指示密钥变化的二进制相位元素，该密钥变化用于终端和数据服务器对终端单元与数据服务器之间交换的数据包进行加密和解密。

众所周知，例如在协议中使用定相位，使得会话的一端通知另一端关于接下来交换的数据的安全密钥的变化。在这样的位被设定为0，并且一端(如终端单元)从那一刻起针对传输到数据服务器的数据将其改变为1的情况下，数据服务器将使用与对应于相位变化的位1相对应的密钥对接收到的数据进行解密。在这种情况下，根据二进制相位元素，与0位相对应的密钥不再用于对终端单元与数据服务器之间交换的数据进行加密和解密，并且可以用于对由终端单元传输到该设备的合作数据包进行加密。

根据该捕获方法的一个方面，合作数据包是如QUIC协议等安全数据多路复用协议的数据包，并且合作数据包是根据以下(多个)参数中的一个或多个来识别的：

-定相位；

-QUIC数据包的自旋位的值；

-该QUIC数据包的RR位的值；

-连接标识符。

终端单元可以向该设备传输各种信息，可能通过使用与二进制确定元素的值相关联的安全密钥来加密各种信息。例如当交换加密/解密密钥时或通过交换特定消息的方式，使用终端单元与该设备之间先前协商的连接标识符是有利的。这实际上允许两个设备(即终端单元和该设备)知道该信息。QUIC数据包的自旋位和/或RR位的使用可以代替所使用的连接标识符，或者甚至可以对其进行补充，以便丰富传输给该设备的信令，并且明确地通知该设备其是要求由该设备处理的合作数据包。

根据该捕获方法的一个方面，该合作数据包在该设备中激活对这些数据包的检测之后被识别，这些数据包的确定数据的值与先前从该终端单元接收到的多个连续数据包的确定数据的值不同。

该设备可以连续激活对合作数据包的接收的检测，或者其甚至可以根据某个事件激活这种检测，从而减少设备在检测到被设定为0的二进制确定元素的数据包之后使用资源来激活和处理该数据包的需求。可以在设备接收到由终端单元传输的激活消息之后实施激活，从而通知该设备将在接下来的几秒钟内接收到合作数据包。还可以在设备连续接收到具有被设定为某个值(例如被设定为1)的确定数据的若干个数据包时实施激活，从而通知该设备与0值相对应的加密密钥不再用于对传输到数据服务器的数据进行加密，而是可以用于发送合作数据包，从而允许废弃的解密密钥被重新用于对到达数据服务器的数据进行加密。因此，例如，在接收到确定数据的值被设定为1的多个连续数据包之后，接收到值被设定为0的数据包可以通知该设备这个数据包是合作数据包。

根据该捕获方法的一个方面，在终端单元与数据服务器之间的会话结束之后，由终端单元将与确定数据相关联的安全密钥传输到该设备。

根据该实施例，在终端单元发送合作数据包之后并且在终端单元与数据服务器之间的会话结束之后，传输例如对应于二进制确定元素的安全密钥。这确保安全密钥无法被用于其他用途，例如用于在会话仍在建立时对所传输的数据包进行解密。该设备在会话关闭后使用由终端单元传输的加密密钥保存合作数据包并使用会话结束后传输的密钥对其进行解密。

根据该捕获方法的一个方面，与确定数据相关联的安全密钥用于保护终端单元与数据服务器之间的先前会话中的数据包交换。

如QUIC或TLS等一些协议规定要在特定时间改变用于对会话中交换的数据进行加密的加密密钥。因此，终端单元和数据服务器基于在先前会话中先前用于交换的密钥来得到例如用于新交换的加密密钥。因此，先前会话中用于交换的密钥不再用于得到后续数据交换的密钥，并且可以有利地用于加密和发送由终端单元传输到该设备的合作数据包。

根据该捕获方法的一个方面，与确定数据相关联的安全密钥是在初始化会话的步骤期间在终端单元与数据服务器之间协商的密钥。

在会话建立阶段，如握手阶段，也称为“秘密合作”的安全密钥可以由终端单元和数据服务器协商。这在该会话建立之前终端单元与数据服务器之间没有会话的情况下尤其如此。该安全密钥(可以是秘密合作)可以有利地用于对合作数据包进行加密和解密。

根据该捕获方法的一个方面，当将多个数据包路由到数据服务器时，从该多个数据包中移除合作数据包。

在一个实施例中，在与数据服务器建立的会话中，从终端单元发送的多个数据包中移除合作数据包。特别是在终端单元与数据服务器之间为单向会话的情况下，旨在用于该设备的合作数据包对数据服务器不感兴趣。移除合作数据包还可以避免数据服务器发生故障，该数据服务器不旨在接收包括与加密密钥相对应的二进制确定元素的数据包，该加密密钥通常不再用于对终端单元与数据服务器之间的数据包进行加密。

根据本发明的方法的一个方面，该捕获方法进一步包括从由数据服务器传输到终端单元的数据包中分析以及识别合作数据包并如上所述的对合作数据包进行解密。

特别地，在终端单元与数据服务器之间为双向会话的情况下，该设备可以对从终端单元以及从数据服务器接收的数据包应用处理，例如计数操作。在这种情况下，所实施的方法将与应用于从终端单元接收的数据包的方法相同，并且该设备还可以不从传输到数据服务器的数据包中移除合作数据包，使得所述服务器考虑合作数据包的存在，以将自身设定为传输到该设备的合作数据包的二进制元素。

以上描述的捕获方法的各个方面可以彼此独立地实施或者彼此组合地实施。

本发明还涉及一种用于使用终端单元与服务器之间的加密会话对由终端单元借助于设备传输到数据服务器的与应用程序相关的数据进行计数的方法，该方法由终端单元实施并且包括：

-传输多个数据包，每个数据包包括用于确定用于对该数据包进行加密的安全密钥的数据；

-使该应用程序相关的数据(例如，传输到数据服务器的数据)的计数器递增；

-在发送所述合作数据包之前，将递增的计数器添加到包括与安全密钥相对应的确定数据的合作数据包，该安全密钥用于对在终端单元与数据服务器之间交换的多个数据包中的数据包进行加密；

-向该数据服务器发送包括该添加的计数器的合作数据包。

对于给定的应用程序，由终端单元实施的计数方法允许设备具有关于在终端单元与数据服务器之间的单向或双向链路中交换的数据量的信息。因此，该方法允许解决设备访问数据包的加密数据的问题。因此，该方法允许用户以安全的方式(可能通过重新使用先前用于会话的数据包的安全密钥)经由针对与给定应用程序相关的每个数据包递增的计数器向设备传输计数信息。因此，该设备然后可以对负责支付由终端单元传输和可能接收的相应应用程序的数据包的实体应用如计费等处理。

根据本发明的一个方面，该计数方法进一步包括向设备发送与合作数据包的确定数据相对应的安全密钥。

由于设备在大多数情况下并不知道与二进制确定元素相对应的安全密钥，因此例如一旦终端单元与数据服务器之间的会话结束，终端单元就可以传输该密钥，使得设备可以有效地访问合作数据包的内容。

根据本发明的一个方面，该计数方法进一步包括设备先前将用于激活捕获方法的激活消息发送到数据服务器。

特别地，当终端单元与数据服务器之间的会话是双向会话时，终端单元可能需要向数据服务器传输用于激活该捕获方法的消息，从而通知数据服务器其可能接收到包括与不再使用的安全密钥相对应的二进制元素的数据包。该激活消息还可以通知数据服务器其自身激活与终端单元针对其发送到终端单元的数据包所实施的标记方法相对应的计数方法。

以上描述的计数方法的各个方面可以彼此独立地实施或者彼此组合地实施。

本发明还涉及一种用于从终端单元与数据服务器之间建立的加密会话中捕获数据包的设备，所述数据包包括用于确定用于对该数据包进行加密的安全密钥的数据，该设备包括：

-分析器，该分析器能够分析由终端单元传输并且发往服务器的多个数据包；

-识别模块，该识别模块能够在多个所分析数据包中识别合作数据包，所述合作数据包包括与安全密钥相对应的确定数据，该安全密钥用于在终端单元发送所述合作数据包之前对由终端单元传输到数据服务器的数据包进行加密；

-解密模块，该解密模块能够使用与所识别合作数据包的确定数据相对应的安全密钥来对接收到的合作数据包进行解密。

能够实施上述捕获方法的所有实施例的这种设备旨在于通信网络中的如路由器、防火墙、流检查设备(深度数据包检查)或者甚至是数据服务器等设备中实施。

本发明还涉及一种用于使用终端单元与服务器之间的加密会话对由终端单元借助于设备传输到数据服务器的应用程序相关的数据进行计数的设备，该设备包括：

-发射器，该发射器能够传输多个数据包，每个数据包包括用于确定用于对数据包进行加密的安全密钥的数据；

-计算机，该计算机能够使应用程序相关的数据的计数器递增，并且能够在发送所述合作数据包之前将递增的计数器添加到包括与安全密钥相对应的确定数据的合作数据包，该安全密钥用于对在终端单元与数据服务器之间交换的多个数据包中的数据包进行加密；

-发射器，该发射器能够将包括所添加计数器的合作数据包传输到该数据服务器。

能够实施上述计数方法的所有实施例的这种设备旨在于通信网络中的如用于接入局域网的设备(如家庭网关、终端或路由器类型的设备)等设备中实施。

本发明还涉及一种用于使用终端单元与服务器之间的加密会话对由终端单元借助于设备传输到数据服务器的应用程序相关的数据进行计数的系统，该系统包括至少一个捕获设备和至少一个计数设备。

本发明还涉及包括指令的计算机程序，这些指令用于在这些程序都由处理器和记录介质执行时实施上述相应捕获方法和计数方法的步骤，该记录介质可由记录了计算机程序的捕获设备和计数设备分别读取。

前述程序可以使用任何编程语言，并且可以采用源代码、目标代码或源代码与目标代码之间的中间代码的形式，比如采用部分编译的形式、或者采用任何其他令人期望的形式。

前述信息介质可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，介质可以包括存储装置，如ROM(例如，CD-ROM或微电子电路ROM)，或者甚至磁记录装置。

这样的存储装置可以例如是硬盘、闪速存储器等。此外，信息介质可以是可传输介质，比如电信号或光信号，其可以经由电缆或光缆、通过无线电或者通过其他方式被路由。根据本发明的程序可以特别地在互联网类型的网络上下载。

可替代地，该信息介质可以是结合了程序的集成电路，该电路被适配成执行或用于执行有关方法。

附图说明

在阅读了通过简单的说明性和非限制性示例的方式提供的以下对特定实施例的说明以及对附图的说明之后，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚明显，在附图中：

[图1]示出了根据本发明的第一方面的辨别方法的实施方式；

[图2]示出了根据本发明的一个实施例的用于捕获数据包的方法的实施方式；

[图3]示出了根据本发明的一个实施例的辨别方法的实施方式；

[图4]示出了根据本发明的另一个实施例的辨别方法的实施方式；

[图5]示出了根据本发明的一个实施例的计数方法的实施方式；

[图6]示出了根据本发明的另一个实施例的计数方法的实施方式；

[图7]示出了根据本发明的一个实施例的辨别设备；

[图8]示出了根据本发明的一个实施例的处理设备；

[图9]示出了根据本发明的一个实施例的捕获设备；

[图10]示出了根据本发明的一个实施例的计数设备。

具体实施方式

贯穿说明书的剩余部分，本发明的实施例在通信基础设施中呈现。该基础设施可以被实施以便将通信数据路由到固定终端或移动终端，并且根据特定设备或虚拟化功能部署的该基础设施可以用于路由和处理住宅客户或企业客户的数据。

[图1]示出了根据本发明的第一方面的辨别方法的实施方式，将在第一实例中提及。根据该第一方面，终端单元30向数据服务器20传输若干个消息F1、F2、F3。这些消息F1、F2、F3在网络100中路由，该网络特别地包括接入设备40和路由在终端单元30与数据服务器20之间交换的消息的设备50。由终端单元20传输的消息F1、F2、F3可以由终端单元30传输或者甚至由另一个终端(如终端60)传输，并且由终端单元30经由将终端单元30连接到网络100和设备50的接入设备40路由到数据服务器20。根据这个方面，终端单元30是车辆10中传输消息F1和F2的TCU类型单元，并且终端60例如是车辆乘客的传输消息F3的智能手机。各种消息F1、F2、F3可以需要设备50进行特定的处理，并且因此可能能够辨别各种消息。例如，在知道消息F1、F2、F3的传输可以向不同实体收费的情况下，需要能够有效记录消息F1和/或F2和/或F3的数量。然而，根据现有技术的技术，设备50可能难以访问消息F1、F2、F3的内容，因为这些消息可能特别地进行了加密。根据这个方面，在知道消息F3需要向车辆10的乘客收费的情况下，与乘客所使用的应用程序相关的消息F3被整合在信息数据包中，并由TCU30传输到数据服务器。为了使设备50能够容易地识别出信息数据包，终端单元例如通过修改数据包的未加密报头的信息元素来应用标记，使得设备40可以在其必须路由的各种消息F1、F2、F3中容易地识别和处理该数据包。添加的消息F3可以对应于应用程序的数据，或者甚至对应于设备50的处理所特有的数据。例如，消息F3可以对应于在终端60与数据服务器20之间交换的数据的量。因此，可以有效干预其自己或代表如终端60等终端传输的消息的终端单元30通过向设备传输可以由设备50处理的信息数据包来与该设备协作。接入设备40也可以充当设备50，并且终端单元30也可以是住宅网关(也称为盒)或者甚至智能手机类型的单元。还可以使用加密密钥对包括消息F3的信息数据包进行加密，然后设备50可以使用与用于加密的加密密钥相对应的解密密钥对从终端单元30接收的信息数据包进行解密。应当注意，如果与不同应用程序相关的消息需要由设备50处理，则终端单元30可以通过例如使用应用于数据包的标记来区别各种消息而在信息数据包中包括与两个应用程序相关的消息。因此，标记可以包括特定于应用程序的标记。例如，如果消息F4([图1]中未示出)由终端60传输到数据服务器20，则终端单元可以将消息F3和F4插入到信息数据包中，设备50可以根据用户单元30所应用的标记来处理该信息数据包。

参考[图2]，示出了根据本发明的一个实施例的用于捕获数据包的方法的实施方式。[图2]中所示的实体10、20、30、40、50与[图1]中所示的实体10、20、30、40、50相同。在[图2]中示出了三个应用程序App1、App2、App3。这些应用程序App1、App2、App3可以在终端单元30或终端(如[图1]所示的终端60)上使用或激活。像接入设备40一样，设备50将由终端单元30传输的与应用程序App1、App2、App3相关的数据包路由到数据服务器20，并将由数据服务器20传输的数据包路由到终端单元30。在终端单元30与数据服务器20之间建立加密会话来路由数据包。可以实施一个或多个加密会话，例如每个应用程序App1、App2和App3一个，或者所有应用程序App1、App2和App3一个会话。在终端单元30与数据服务器20之间交换的数据包包括用于确定用于对数据包进行加密的安全密钥数据。例如，该数据可以涉及一个或多个位，从而允许终端单元30和数据服务器20就用于对数据进行加密和解密的安全密钥达成一致，并使用由确定数据提供的信息(例如存在于数据包的未加密报头中)来指示密钥或密钥变化。路由在终端单元30与数据服务器20之间交换的各种数据包的设备50对这些数据包进行分析，并且更具体地对用于确定数据包的密钥的数据进行分析。使用加密密钥(例如私有密钥)对与应用程序App1相关的一系列数据包进行加密，并且与该密钥相对应的确定数据的值假设为v1。分析这些数据并检查数据的值没有改变的设备50将这些数据包传输到数据服务器。然后，该设备接收具有假设值为v0的确定数据的数据包，该确定数据已经用于交换会话的先前连接的数据包或者用于为同一连接发送先前保护相位中的数据包。该确定数据值v0不再被用于终端单元30与数据服务器之间的数据包交换，因为所有的数据包都包括作为确定数据的值v1。设备50确定该数据包是包括旨在用于该设备的数据的合作数据包，并使用对应于值v0的解密密钥对数据包的内容进行解密，该密钥不再用于在终端单元30与数据服务器20之间交换数据。因此，先前用于在终端单元30与数据服务器20之间交换数据包的加密密钥可以被重新用于在使用重新使用的密钥加密的数据包中向设备50传输信息。这不会改变终端单元30与数据服务器20之间的端对端安全性，因为用于对由终端单元30(或数据服务器20)传输到设备50的合作数据包进行加密的密钥是不再用于对在终端单元30与数据服务器20之间交换的数据包进行加密的密钥。与值为v0的确定数据相关联的安全密钥可以在发送合作数据包之前或之后用于设备50，设备50能够存储合作数据包，以便一旦接收到密钥就对其进行解密。因此，用户设备可以实施计数方法，该计数方法用于通知设备50关于数据包数量或数据量或者关于包括针对每个传输的数据包递增的计数器的合作数据包中的会话持续时间的信息，该计数器能够与传输的数据包的数量、针对每个传输的数据包递增的数据量、或者只要传输新数据包就会递增的持续时间相对应。因此，设备50可以利用计数器信息，该计数器信息包括在使用与用于确定合作数据包的数据相对应的密钥来解密的合作数据包中。

现在参考[图3]，其示出了根据本发明的一个实施例的辨别方法的实施方式。实体10、20、30、40、50、60和100等同于在[图1]和[图2]中具有相同附图标记的实体。特别地，根据替代方案，终端单元30是用于接入局域网的设备(如住宅网关)或者是用于接入车辆网络的设备(如TCU)。在步骤200期间，终端单元30附接并连接到接入设备40。考虑在终端单元30与数据服务器20之间建立会话。根据替代方案，可以通过终端单元30与数据服务器20之间的安全连接来建立会话。在步骤300期间，智能手机60向终端单元30传输与应用程序App1(例如网络游戏)相关并且旨在用于数据服务器20的消息，并且在步骤301期间，所述终端单元将该消息传送到数据服务器20。在步骤302期间，终端单元30向数据服务器20传输与例如用于管理车辆10的应用程序App2相关的消息。这2个消息要求路由设备50进行不同的处理，与应用程序App2相关的消息需要由设备50进行备份，特别是在保险审计的情况下。接入设备40和设备50将在步骤301和302期间传输的各种消息路由到数据服务器20。终端单元30保存有要对其进行特定动作的应用列表。例如，对于应用程序App2，其必须将与该应用程序相关的消息发送到设备50。根据另一个示例，终端单元30根据传输这些消息的终端或者甚至根据消息本身中的信息(例如与服务质量相关的信息)来识别消息。根据该示例，终端单元必须将与该消息相关的属性复制到发往设备50的信息数据包。

根据一个示例，在可选步骤303期间，终端单元30根据标准从要传输到数据服务器20的该组消息中选择消息。例如，终端单元可以将相关应用程序与传输的消息进行比较。根据示例，保留与应用程序App2相关的消息可能导致由设备50进行特定处理。根据另一个示例，终端单元30可以向设备50传输与由一个终端特别是例如从终端60发送的消息相关的属性。根据又另一个示例，终端单元30可以传输与包括特定的路由、协议或者甚至服务质量或安全信息的消息相关的属性。因此，要求特定路由质量的所有消息将能够提供与终端单元30发送消息的时间相关的属性，使得设备50可以检查相关消息是否已经根据消息中指示的服务质量标准被正确路由，或者甚至其时间分布是否对应于预期的应用程序类型(使用浅数据包检查技术)。

在步骤304期间，根据一个示例，终端单元30将消息添加到信息数据包中。若干个不同的消息属性可以被合并在信息数据包中，以便限制所传输的信息数据包的数量。根据替代方案，与已经添加的消息相关的属性可以对应于所传输消息的一部分，或者甚至对应于与应用程序App2相关的一条或多条信息，比如：消息的数量、终端单元30与数据服务器20之间用于应用程序App2的会话的持续时间、传输了与应用程序App2相关的消息的终端的标识符。

根据替代方案，信息数据包可以包括特定于单个应用程序的消息的属性，例如，无论信息数据包是否仅包括与应用程序App2相关的属性。然而，在需要对来自不同应用程序的消息应用相同的处理的情况下，将与不同应用程序相关但需要设备进行相同处理的属性合并到同一信息数据包中可能是有利的。例如，如果处理涉及对被发送的且与向同一实体收费的两个应用程序App4和App5相关的数据包进行计数，则属性(如与应用程序App4和App5相关的消息计数器)可以在一个信息数据包中传输。然后，终端单元30在步骤305期间例如通过将信息数据包的某些二进制元素设定为定义值来对信息数据包应用标记。根据一个示例，信息数据包可以是安全流多路复用协议的数据包。这种类型的协议提供了集成安全和多路复用若干个流的可能性，特别有吸引力。实际上，在终端单元30希望传输若干个信息数据包(每个数据包合并了需要特定处理的消息的属性)的情况下，然后可以通过在终端单元30与设备50之间的单个连接内多路复用不同的信息数据包来安全地传输信息数据包。根据一个示例，安全流多路复用协议可以是QUIC协议或者甚至是HTTP2或HTTP3协议。特别地，QUIC协议具有包括可以用于对信息数据包应用标记的自旋位和保留位的优势。其他安全流多路复用协议的二进制元素(如QUIC协议的自旋位或保留位)可以被可互换地用于对信息数据包应用标记。

在步骤306期间，终端单元30发送包括与应用程序App2相关的消息的一个或多个属性的信息数据包。在该实施例中，信息数据包被认为包括由终端单元30在300秒的持续时间内传输的消息。使用QUIC协议传输的该信息数据包进一步包括被设定为1的自旋位和保留位。允许将接收到的信息数据包与其他数据包区分开的标记信息通知设备50其为信息数据包，并且需要使用在步骤306期间接收的信息数据包中存在的消息的属性来对该信息数据包应用处理。在步骤307期间，设备50向备份实体70传输消息，该消息包括在步骤307期间接收的消息的属性并且因此允许保存由终端单元30传输的与应用程序App2相关的消息的日志。根据替代方案，在步骤309期间，信息数据包被传输到数据服务器20。当由设备50进行的处理涉及复制接收到的信息数据包，使得由数据服务器20接收的数据包的排序不会由于从终端单元30与数据服务器20之间的会话中移除数据包而扭曲或变得不正确时，情况尤其如此。根据替代方案，处理可以涉及对为应用程序传输的消息的数量进行计数。因此，如果要对每个用户(车辆10的所有者、终端60的所有者、用户单元30的管理者)区分计费，则需要对应用程序生成的消息或数据量进行计数，并需要将与数量或数据量相关联的费用传递给使用或管理该应用程序的用户或管理者。在这种情况下，属性可以是消息的数量或发送的消息中的数据量。

根据另一个示例，设备50还可以对由数据服务器20传输到终端单元30的与应用程序App2相关的消息应用处理。根据该示例，在步骤310期间，数据服务器20向终端单元30发送与应用程序App2相关的消息。步骤311至317等同于上文描述的步骤303至309，除了数据服务器20执行终端单元30的操作，并且相反地，终端单元30执行由数据服务器20执行的操作。

应当注意，除了或不除过由设备50执行的操作之外，接入设备40还可以执行由设备50执行的一些或所有操作。

参考[图4]，示出了根据本发明的另一个实施例的辨别方法的实施方式。

该辨别方法和对应的处理方法激活QUIC的扩展QFLOW_A，该扩展强制在“流管理模式”下交换QUIC数据包，以便仅将QUIC数据包计数为要向汽车的TCU模块(终端单元)的SIM卡的所有者收费的流量：将要被计数的QUIC消息合并到标记的QUIC数据包中。扩展QFLOW_A修改了自旋位字段的使用，以标记要由设备计数的QUIC数据包。

此外，根据替代方案，在服务器上，激活扩展QFLOW_A在服务器中创建流表，该流表用于为由服务器发送的数据包实施“流管理”方法。

车辆制造商通常在仪表盘的平板中开发OEM(原始设备制造商)方法，使得OS(操作系统)、Web浏览器或应用程序将流的要被计数的QUIC消息合并到标记的QUIC数据包中，使得例如由移动运营商管理的设备对这些消息进行识别并且在处理涉及对相关流的消息进行计数的情况下对这些消息进行计数。在“流管理”模式中描述了QFLOW_A方法：用于将消息合并标记的数据包中的标准是生成标记的数据包中的消息的应用程序的标识符。其他合并模式也是普遍的：例如，用于合并消息的另一个标准可以涉及合并QUIC控制消息以便对“有用”数据消息(即，不包括例如DNS控制数据)进行计数并能够仅对这些数据消息向终端用户收费。其他处理可以涉及出于安全目的监测信令，或者在如代理等设备中更快地路由控制消息。方法的一个典型用途涉及存储信令，以便对QUIC数据包中存储和传输的消息进行后续检查。

该方法适用于在数据包的外部没有可见标记的模式。这种模式的典型用途是加快“反向代理”类型的设备中的信令，其中将信令路由到DPI类型的检查功能(测距、问题分析、安全性等)。

辨别方法可以包括可以组合的各种模式，例如：

●QFLOW_A模式：只有由客户端TCU(终端单元)发送的消息被添加到标记的QUIC数据包中，并且因此只有发送的数据被计数为由制造商收费的流量；

●QFLOW_B模式：QUIC扩展在被称为“自旋位”的传输参数中指示必须对数据包进行计数。对由制造商支付的量进行计数就足够了(不需要向车主收费)；

●QFLOW_C：QUIC扩展在传输参数中指示自旋位和QUIC协议的2个RR位用于描述应用程序的标识符。因此，3位允许区分8个不同的应用程序(例如waze、gmap等)或另一个合并标准(终端的标识符、QoS标准等)。

[图5]中提出的该实施例中的方法的步骤如下：

●步骤A：在TCU模块(终端单元)与服务器(数据服务器)之间创建QUIC连接，而无需显式地激活QFLOW_A扩展：服务器由此推断QUIC协议的自旋位用于QFLOW_A模式；

●步骤B0(和E0)：TCU模块从终端的应用程序App Serv 3接收消息。TCU模块知道(例如通过要收费的应用程序表)需要对这些消息进行计数。因此，TCU模块接收要由设备进行计数的数据。其创建合并设备要进行计数的数据的QUIC数据包。在QUIC数据包包括若干个不同应用程序的数据的情况下，其可以为每个应用程序构造这些数据；

●步骤B：TCU模块(并且更特别地，该模块的QUIC栈)接收要被计数并且要被添加到QUIC流管理数据包(流)中的数据(消息)。QUIC栈可以包括接收到的消息或者仅消息的一部分，如源地址和目的地址、协议类型；

●步骤C0：TCU模块接收不需要由设备进行计数的与应用程序App Serv 4相关的消息。创建未标记的QUIC消息(QUIC标准)并将这些消息路由到服务器，该服务器是这一数据的接收者；

●步骤C(和步骤E)：QUIC栈接收数据(或消息)并对其进行处理，以便将其包括在步骤C0期间创建的QUIC数据包中。其将“未标记的”QUIC数据包发送到服务器；

●步骤D：服务器接收“未标记的”QUIC数据包，即自旋位值设定为0。应当注意，设备不对这些“未标记的”数据包进行处理；

●步骤E：另一个终端发送与应用程序App Serv 3相关的消息。如步骤BO所指示的，要对这些消息进行计数。当标记的QUIC数据包包括足够量的消息时和/或在流数据包创建之后的一定延时之后，TCI模块将QUIC流数据包传输到服务器；

●步骤Ebis：设备使用标记为1的自旋位来识别QUIC流数据包并应用处理。在当前情况下，设备对该数据包进行计数，并通过在流数据包中传输的信息(即与应用程序AppServ 3相关的属性)添加与应用程序App Serv 3相对应的数据量；

●步骤F：服务器的QUIC栈接收QUIC流数据包并处理该数据包中的消息；

●步骤G：设备将由服务器发送的QUIC数据包路由到附接到TCU模块的终端，或者特别地路由到TCU模块，但是不应用处理，因为这是QFLOW_A模式。在QFLOW_B模式中，根据应用于由TCU模块发送的数据包的处理来处理由服务器发送的QUIC数据包。

在QFLOW_B模式中，以上步骤B被修改，使得TCU模块通知服务器激活QFLOW_B模式，从而指示使用自旋位来识别要在QUIC数据包进行计数的消息的传输。此外，以上步骤F和G修改如下：

●步骤F：当服务器接收到自旋位设定为1的QUIC数据包时，该服务器从该数据包中提取QUIC消息(在该实施例中，消息本身是QUIC数据包)，并将与消息相关联的标识符列表存储在流表中。接下来，其处理每个帧：

○备份标识符；

○处理每个QUIC流数据包；

○响应于每个QUIC流数据包；

○将响应消息(或与响应消息相关的属性)添加到在QUIC流数据包中接收到的消息中；

●步骤G：向TCU模块发送QUIC流数据包(通过指示生成App Serv 3消息的终端的地址)；

●步骤Gbis：设备识别从服务器接收的QUIC流数据包，并基于QUIC消息中存在的消息或属性来应用消息计数处理。

QFLOW_C模式与以上两种模式的区别在于对流数据包的不同识别。可以根据对接收到的流数据包的识别来区分应用的处理。例如，可以根据应用程序、根据负责为消息付费的实体、根据传输消息的终端或者甚至这些标准的组合来应用处理：

根据一个示例，在该QFLOW_C模式中，根据负责为消息付费的实体来执行计数。消息的属性被合并到用于向特定实体收费的QUIC数据包中。

-使用3个自旋位和RR位来区分若干种计数模式。

-这些位对应于消息的计费实体：

{[名称：com.car.android.app，付款人：公司A，Id：010]；

[名称：com.netflix.android，app，付款人：公司B，Id：011]；

[名称：com.poki.android.app，付款人：用户C，Id：110]；

[名称：com.sponsordata.android.app，付款人：管理者TCU，Id：101]。

根据另一个示例，计数是按应用程序类别管理的。在该示例中，QUIC报头的3个自旋位和RR位指示数据包的类别，即消息要被合并和标记以便随后由设备处理的一组应用程序。以下提出了示例：

{[名称：com.car.android.app，id：100]；

[名称：com.netflix.android.app，id：101]；

[名称：com.poki.android.app，id：110]；

[名称：com.sponsordata.android.app，id：111]。

参考[图5]，示出了根据本发明的一个实施例的用于对数据包进行计数的方法的实施方式。

实体10、20、30、40、50、60和100等同于在[图1]、[图2]和[图3]中具有相同附图标记的实体。

在步骤400期间，终端单元30附接并连接到接入设备40。考虑在终端单元30与数据服务器20之间建立加密会话。这意味着在终端单元30与数据服务器20之间交换的数据包是使用加密密钥(例如私有加密密钥)加密的，并且数据服务器使用与加密密钥相对应的解密密钥(例如公共密钥)对接收到的数据包进行解密。相应地，由数据服务器20传输到终端单元30的数据包被加密，然后被解密。在步骤401期间，终端60将与应用程序App4相关的数据包传输到终端单元30，使得该终端单元在步骤402中将这些数据包传输到与终端建立会话的数据服务器20。根据一个示例，应用程序App4是web访问应用程序。如以上所指示的，在步骤402期间传输的数据包使用安全密钥加密。传输的数据包进一步包括确定数据，该确定数据向数据服务器20通知实际用于对数据包进行加密的安全密钥。根据一个示例，确定数据与数据包报头的一个或多个二进制元素(例如在用于向数据服务器通知密钥变化的TLS和QUIC协议中定义的二进制相位元素)的值相对应，其中新密钥是根据算法和先前用于交换数据包的密钥来计算的。因此，使用不同的密钥连续地交换数据包，其中密钥变化通过相位变化来指示。因此，确定数据可以对应于相变位或者甚至相变位和附加位，以便增强与终端单元用于向数据服务器20发送数据包的密钥相关的信息。在步骤403期间，终端单元30向数据服务器20发送与应用程序App6相关的数据包。根据一个示例，应用程序App6是安全应用程序，其允许在车辆10移动时确定该车辆位置，并且允许在出现如车辆故障或事故等问题时组织紧急服务。

贯穿实施例的剩余部分，认为必须由终端单元30来执行对与应用程序App5(即视频流式传输)相关的数据包的计数，其方式使得与终端60所使用的视频流式传输服务相关的数据实际上向所述服务的用户收费，而不是向例如车辆10的所有者收费。这种激活可以是静态的，即，终端单元30保存有必须执行计数的应用程序列表。这种激活也可以是动态的，例如在接收到平台用于管理应用程序或终端单元30而传输的请求之后。

根据替代方案，在步骤404期间，终端单元向设备50传输用于激活用于捕获数据包的方法的消息，该方法允许设备被设置为监听，以便识别由终端单元30传输的合作数据包，使得可以对数据包进行计数。在该步骤404期间，根据一个示例，终端单元还可以指示将被添加到合作数据包中并且设备可以实际上识别的所使用的连接标识符。因此，将能够从由设备50路由的所有数据包中识别合作数据包。应当注意，如果例如没有传输激活消息，则该连接标识符可以被特别传输到设备50。根据另一个替代方案，激活消息还可以包括解密密钥，设备50将使用该解密密钥，以便可能根据消息中包括的连接标识符来对合作数据包进行解密。该激活消息本身可以使用消息中最初可用于设备50的密钥进行加密，该消息未在[图5]中示出。

根据另一个替代方案，在步骤405期间，终端单元向数据服务器20传输用于激活由设备50实施的捕获方法的消息。该消息旨在一方面通知数据服务器20最初用于对终端单元30与数据服务器20之间的数据包进行加密的密钥可以用于出于其他目的对合作数据包进行加密。该激活消息另外的目的是通知数据服务器20实施计数方法，其方式使得对终端单元30与数据服务器20之间的双向会话中交换的数据包进行计数，以便例如然后向终端60的所有者收费。

在步骤406期间，终端60借助于将终端60连接到网络100的终端单元20向数据服务器20发送访问视频流式传输服务的请求。

在步骤407期间，终端单元30为从终端60接收的并且与应用程序App5相关的数据包初始化计数器。终端单元以从终端60接收的数据包的数量使计数器递增。应当注意，计数器可以包括数据包的数量或者甚至与接收到的数据包相对应的数据量。根据一个示例，计数器使用兆比特作为计数器的单位。根据一个示例，终端单元30为每个终端初始化一个计数器，并且为由对应终端发送的数据包递增计数器，或者甚至独立于发送数据包的终端使用应用程序App5的计数器。根据另一个示例，对于一组应用程序，计数器根据从终端接收的数据包而递增。因此，从终端60接收的所有数据包可以被计数。根据该示例，终端单元30对与应用程序App4和App5相关的数据包进行计数。

在步骤408和409期间，终端60发送与应用程序App5相关的新数据包，并且终端单元30使步骤407期间初始化的计数器递增。

在步骤410期间，终端单元30将递增的计数器添加到合作数据包中。在计数器初始化之后的经过的时间后，一旦计数器达到一定的数据或数据包量或者甚至从管理服务器接收到消息后，可以进行这种添加。终端单元30还确定要添加到合作数据包的确定数据。根据一个示例，该确定数据与终端单元30先前用于向数据服务器20传输数据的加密密钥相对应。例如，确定数据可以是用于在步骤402和/或403期间发送数据包的确定数据，例如在该数据不再用于在步骤406和409期间发送数据包的情况下尤其如此。根据替代方案，合作数据包包括连接标识符，如可能在步骤405期间的激活消息中所指示的。根据另一个示例，连接标识符包括协议的二进制元素，特别是安全数据多路复用协议的二进制元素。根据一个示例，该连接标识符可以包括QUIC协议的自旋位和保留位，或者HTTP2或HTTP3协议的等效位。根据另一个替代方案，连接标识符可以包括用于确定数据包的数据。根据该示例，设备根据确定数据识别合作数据包，如下文所指示的。

在步骤411期间，终端单元借助于设备50将合作数据包传输到数据服务器20。合作数据包包括用于确定用于对该合作数据包进行加密的加密密钥的数据，以及递增的计数器和可能的连接标识符，设备50使用该连接标识符以便在所有接收到的数据包中识别该合作数据包。

如果设备50已经在步骤404期间接收到激活消息，或者甚至默认地一旦其接收到数据包，该设备就对从终端单元30接收到的数据包实施分析。该分析可以涉及连接标识符的值和/或接收到的数据包的确定数据的值的比较。

在步骤412期间，设备50接收合作数据包，并且使用连接标识符(如果数据包中存在该连接标识符)和/或使用用于确定使用的加密密钥的数据来对识别该合作数据包。在后一种情况下，在知道先前接收到的数据包不再包括该确定数据的情况下，接收到与在给定时间间隔内要路由的数据包不同的包括确定数据的数据包通知设备50其是合作数据包。根据一个示例，当设备50在某一时间段期间不再接收具有值v0作为确定数据的数据包并且开始接收具有值v1的数据包时，该设备可以初始化定时器，并且如果在定时器初始化之后的一定延时之后该设备再次接收到具有值v0作为确定数据的数据包，则该数据包很可能是信息数据包。在该确定数据与最近用于在终端单元30与数据服务器20之间交换数据包的加密密钥相对应的情况下，设备50无法对该数据包进行解密，该数据包将被错误地识别为合作数据包，因为其不具有用于对这样的数据包进行解密的密钥。用于确定接收到的信息数据包的数据不同于在接收到信息数据包之前和/或之后接收的用于确定数据包的数据，可以使用该确定数据来检测该信息数据包。根据一个示例，与用于确定信息数据包的数据相关联的加密/解密密钥可以在终端单元30与数据服务器之间的先前会话期间使用。根据另一个示例，可以在终端单元30(或与其连接的终端)与数据服务器20之间维持会话上下文，并且当建立新连接时，例如使用cookies来重建会话上下文，并且可以重新使用与维持其上下文的同一会话的先前连接相对应的密钥。根据又另一个示例，在终端单元30与数据服务器20之间的会话初始化交换(“握手”)期间使用与确定数据相关联的加密密钥。在识别还基于或仅基于连接标识符的情况下，设备50然后应将连接标识符的值与对应于信息数据包的标识符的一个或多个值进行比较。

根据替代方案，特别是在设备50先前没有接收到与用于确定信息数据包的数据相对应的密钥的情况下，在步骤413期间，终端单元传输用于对接收到的信息数据包进行解密的密钥。这种替代方案帮助避免任何错误以及对不是信息数据包但是其确定数据与实际上用于对数据进行加密/解密的密钥相对应的数据包进行解密。

根据一个示例，在步骤414期间，设备将计数器传输给计费单元80，该计费单元将计数器转换成将被传输给终端60的用户的计费信息，计数器可以包括关于应用程序App5以及已经发送了数据包的终端的信息或者甚至与应用程序App5相关的数据包的时间戳信息。根据替代方案，在步骤415期间，从要发送到数据服务器20的所有数据包中移除合作数据包。在知道信息数据包中存在的信息旨在由设备处理的情况下，数据服务器20不需要接收该数据包，该数据包还包含通常不再用于对从终端单元30接收的数据包进行解密的确定数据。

根据一个示例，在步骤416期间，数据服务器20实施由终端单元30实施的计数方法，并且能够对与应用程序App5相关的数据包进行计数，能够初始化这些数据包的计数器，并且能够将该计数器添加到传输到终端单元的信息数据包中，使得该信息数据包在由确定数据识别之后被发送到设备50，该确定数据可能不同于终端单元30所使用的数据和/或不同于连接标识符，该连接标识符也可能不同于用于由终端单元30传输的信息数据包的连接标识符。在这方面，数据服务器20与设备50之间的交换已经能够根据上述步骤404预先产生。

在步骤417期间，数据服务器20经由设备50、接入单元40和终端单元30传输与应用程序App5相关的数据包，以便传输在步骤408期间终端60需要的视频内容。在步骤416期间，分析从数据服务器20接收的数据包的设备50使用上述信息来识别信息数据包，并且如果该信息数据包还不具有允许对其进行解密的密钥和提取的计数器，则可能存储该信息数据包，以便在步骤419期间将其传输到计费设备80。

因此，由终端单元30以及可能由数据服务器20实施的计数方法使得与计费设备80合作的设备50能够针对数据包以及因此应用程序App5的数据进行计费。因此，这种方法的使用允许对与每个应用程序相关的数据进行计数，并且允许重新使用不再用于传输包括应用程序的有用数据的数据包(即访问各种应用程序的音频、视频或文本所需要的数据包)的加密/解密密钥。

参考[图6]，示出了根据本发明的另一个实施例的计数方法的实施方式。

计数方法和对应的捕获方法可以根据命名为RFLOW_A和RFLOW_B的若干种模式来实施。

RFLOW_A模式是不需要在服务器中进行修改的单向模式，因为设备在从终端接收到信号之后或者在经过一段时间之后或者甚至当已经接收到一定量数据时，会移除合作数据包。因此，RFLOW_A模式在QUIC协议的扩展中定义了允许数据与设备(应用程序类型、计数器)交换的合作数据包。使用在QUIC协议的相位0(会话的初始化)中使用的称为1-RTT的密钥对合作数据包进行加密。在连接结束期间或之后，终端单元在其选择的时间发送QUIC相位0的1-RTT密钥。设备记录在终端单元与数据服务器之间交换的所有或一些消息，以便在接收到用于对登记的合作数据包进行解密的合作密钥之后识别合作数据包并对其进行解码。

RFLOW_B模式与RFLOW_A RFLOW_B模式的区别如下。除了RFLOW_A之外，双向RFLOW_B模式通过例如在终端单元与数据服务器之间建立会话时发送QUIC COOP_MODE传输参数来激活服务器上的扩展(计数方法)。因此，当服务器在过渡相位之后接收到1-RTT消息时，该服务器不会基于错误而终止连接。实际上，如果该服务器没有激活计数方法，则其可以认为接收用通常不再使用的密钥加密的数据包是错误的。此外，服务器还将可以发送和接收合作数据包。

[图6]描述了与RFLOW_A模式相关的实施例。

UA(终端单元)建立与数据服务器(SRV)的会话，以便经由例如由通信网络的运营商管理的设备(GW)路由消息(或数据包)。

步骤0：步骤(0)终端UA和设备GW交换加密密钥ENC_KEY_UA和解密密钥DEC_KEY_UA。

可以使用各种类型的加密/解密密钥，例如：

●设备GW向UA提供在文献https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-tls-tls13-cert-with-extern-psk-07中定义的称为“外部PSK”密钥的密钥；

●在文献https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-tls-esni-05中定义的用于记录GW的FQDN的DNS eSNI的eSNI密钥。

步骤A：设备激活用于捕获从终端单元UA接收的数据包的方法。应当注意，该步骤可以在UA接收到用于激活捕获的消息之后执行。

步骤B：在UA与SRV之间交换的“握手”消息。这些消息使用通过与相位0相对应的确定数据识别的密钥。该密钥是未来的合作密钥。此后，其被称为初始相位0密钥或者甚至重新连接相位0密钥，即使其可以是步骤0中描述的任何类型的密钥。

步骤C：在UA与SRV之间交换与应用程序相关的数据包(例如由连接到UA的终端发送的并且在[图6]中未示出)。此时，交换的数据包可以包括与进行中的相位(在示例中为0)或新相位(在示例中为1)相对应的确定数据。实际上可以用新加密密钥对数据包进行加密。

步骤D：GW在不具有包括与假定活动相位(在示例中为0)相对应的确定数据的数据包的情况下在n ms延时之后、或者在包括与新相位(在示例中为1)相对应的确定数据的n个连续数据包之后激活捕获方法的RFLOW扩展，该确定数据不应当再用于在加密密钥改变之后在UA与SRV之间交换数据包。从这一刻起，前一相位(其确定数据对应于相位0)的数据包被认为是合作数据包并且被捕获，并且由GW从在UA与SRV之间交换的数据包流中移除。

根据一个示例，GW使用QUIC反相数据包的标准标记位作为确定数据。

通过概括的方式，相位(确定数据)将随后再次反转，并将返回相位0。然后，GW将在检测到其无法解密的合作数据包时暂停RFLOW扩展。该数据包将被发送到服务器SRV，并且不由GW存储。然后GW将在不具有被设定为1的前一相位的数据包的情况下在n ms延时之后或者在包括与新相位(在示例中为0)相对应的确定数据的n个连续数据包之后激活RFLOW扩展。前一相位的这些数据包(称为合作相位)由GW捕获并从流中移除。

步骤E：用与被设定为1的相位相对应的确定数据交换未标记的数据包。

步骤F：对消息(其可能是数据包或不同类型的数据)进行计数，并将计数器添加到合作数据包中。将合作数据包的相位(确定数据)设定为0。向GW发送合作数据包。

步骤G：通过识别用作确定数据的被设定为0的相位来捕获包括计数器的合作数据包。应当注意，替代性地或除了步骤0期间的发送之外，可以由UA向GW发送与初始相位0相关联的解密密钥。

如果实施RFLOW_B模式。在交换握手消息之后或者在交换握手消息时，由UA将用于激活(计数方法的)扩展的消息传输到SRV。

另外，在该RFLOW_B模式中，GW不从由GW在UA与SRV之间路由的所有数据包中移除合作数据包。因此，具有与合作数据包(相位0)相对应的确定数据的合作数据包被SRV接收。根据在UA与SRV之间建立的会话，服务器SRV可以响应于或不响应于从UA接收到的数据包而向UA发送数据。SRV实施计数方法，并且GW还通过根据也从服务器SRV接收的数据包中存在的确定数据的值选择合作数据包来捕获由SRV传输到UA的合作数据包。在该RFLOW_B模式下，UA还将接收合作数据包。

应当注意，根据先前的技术，在QUIC和TLS 1.3协议中，使用用于先前连接的密钥来重新连接会话。根据这种模式，对应的计数和捕获方法回收0-RTT密钥，以便标记要由GW识别的合作数据包。

当涉及新会话时，即，先前没有建立会话，可以部署如下所述的方法的实施方式。

当设备UA和SRV建立第一连接时(即，pre_shared_key扩展还没有被激活)，一旦握手已经终止并且已经获得了master_secret，UA和SRV就使用以下操作来得到cooperation_secret：

cooperation_secret＝QHKDF-Expand(master_secret，“coop s”，hash.length)。

该秘密然后被提供给GW，GW可以(像UA和SRV一样)使用以下操作来计算密钥和初始化向量(iv-初始化向量)：

key＝QHKDF-Expand(cooperation_secret，“key”，key_length)；

iv＝QHKDF-Expand(cooperation_secret，“iv”，iv_length)。

此外，应当注意，可以组合RFLOW_A模式和RFLOW_B模式，以便通过创建用于通过GW识别合作数据包的若干种模式来提高合作级别：

●自旋位S标识合作数据包，并且RR位(R1，R2)区分若干种合作模式：

○在RFLOW_A模式中，S被设定为1指示数据包是合作数据包(使用DEC_KEY_UA密钥进行解密)。

○高级选项：使用R1和R2位区分4种类型的合作数据包：

■读取：00指示包括GW可读区的QUIC数据包；

■删除：01指示可由网关读取并由GW移除的QUIC数据包；

■更新：10指示可以由GW用纯文本修改的QUIC数据包(无加密)；

■修改：11指示在写入模式下对合作开放的QUIC端对端数据包。

参考[图7]，示出了根据本发明的一个实施例的辨别设备500的结构的示例。

辨别设备500实施辨别方法，以上已经描述了该辨别方法的不同实施例。辨别设备可以在通信网络中的设备中实施，该设备比如是终端单元、用于接入局域网的设备(如家庭网关)、终端或路由器类型的设备。

例如，设备500包括处理单元530，该处理单元配备有例如微处理器μP并且由计算机程序510控制，该计算机程序存储在存储器520中并且实施根据本发明的辨别方法。在初始化时，在计算机程序510的代码指令由处理单元530的处理器执行之前，这些代码指令被加载到例如RAM中。

这种设备500包括：

-标记模块502，该标记模块能够：

-对包括所添加属性的信息数据包应用标记；

-发射器503，该发射器能够将包括所应用标签的信息数据包发送到数据服务器。

参考[图8]，示出了根据本发明的一个实施例的处理设备的结构的示例。

处理设备600实施处理方法，以上已经描述了该处理方法的各种实施例。处理设备600可以在通信网络的设备中实施，该设备比如是路由器、防火墙、流检查设备(深度数据包检查)或者甚至是数据服务器。

例如，设备600包括处理单元630，该处理单元配备有例如微处理器μP并且由计算机程序610控制，该计算机程序存储在存储器620中并且实施根据本发明的处理方法。在初始化时，在计算机程序610的代码指令由处理单元630的处理器执行之前，这些代码指令被加载到例如RAM中。

这种设备600包括：

-接收器601，该接收器能够从终端单元接收信息数据包；

-检测器602，该检测器能够根据应用于接收到的信息数据包的标记来检测包括由终端单元添加的属性的信息数据包；

-处理模块603，该处理模块能够处理包括在接收到的信息数据包中的属性。

参考[图9]，示出了根据本发明的一个实施例的捕获设备700的结构的示例。

捕获设备700实施捕获方法，以上已经描述了该捕获方法的各种实施例。捕获设备700可以在通信网络的设备中实施，该设备比如是路由器、防火墙、流检查设备(深度数据包检查)或者甚至是数据服务器。

例如，设备700包括处理单元730，该处理单元配备有例如微处理器μP并且由计算机程序710控制，该计算机程序存储在存储器720中并且实施根据本发明的捕获方法。在初始化时，在计算机程序710的代码指令由处理单元730的处理器执行之前，这些代码指令被加载到例如RAM中。

这种设备700包括：

-接收器704，该接收器能够从终端单元接收多个数据包；

-分析器701，该分析器能够分析由终端单元发送并且发往服务器的多个数据包；

-识别模块702，该识别模块能够在多个所分析数据包中识别合作数据包，所述合作数据包包括与安全密钥相对应的确定数据，该安全密钥用于在终端单元发送所述合作数据包之前加密由终端单元传输到数据服务器的数据包；

-解密模块703，该解密模块能够使用与所识别合作数据包的确定数据相对应的安全密钥来对接收到的合作数据包进行解密。

参考[图10]，示出了根据本发明的一个实施例的计数设备800的结构的示例。

计数设备800实施计数方法，以上已经描述了该计数方法的各种实施例。计数设备800可以在通信网络的设备中实施，该设备比如是终端单元、用于接入局域网的设备(如家庭网关)、终端或路由器类型的设备。

例如，设备800包括处理单元830，该处理单元配备有例如微处理器μP并且由计算机程序810控制，该计算机程序存储在存储器820中并且实施根据本发明的计数方法。在初始化时，在计算机程序810的代码指令由处理单元830的处理器执行之前，这些代码指令被加载到例如RAM中。

这种设备800包括：

-发射器802，

-该发射器能够传输多个数据包，每个数据包包括用于确定用于对数据包进行加密的安全密钥的数据；

-该发射器能够将包括所添加计数器的合作数据包传输到该数据服务器；

-计算机801，该计算机能够使与应用程序相关、特别是发送到数据服务器的数据的计数器递增，并且能够在发送所述合作数据包之前将递增的计数器添加到包括与安全密钥相对应的确定数据的合作数据包，该安全密钥用于对在终端单元与数据服务器之间交换的多个数据包中的数据包进行加密。

Claims

1.一种用于从在终端单元(30)与数据服务器(20)之间建立的加密会话中捕获数据包的方法，所述数据包包括用于确定用于对该数据包进行加密的安全密钥的数据，该方法由在该终端单元与该数据服务器之间路由该数据包的设备(50)来实施并且包括：

-分析用于确定由该终端单元(30)传输并且发往该服务器(20)的多个数据包的安全密钥的数据；

-从该多个传输的数据包中识别合作数据包，所述合作数据包包括该确定数据的值(v0)，该值不同于用于确定该多个数据包中的其他数据包的安全密钥的数据的值(v1)，所述值(v0)与用于在该终端单元发送所述合作数据包之前对由该终端单元传输到该数据服务器的数据包进行加密的安全密钥相对应；

-使用与所识别合作数据包的确定数据的值(v0)相对应的安全密钥来对接收到的合作数据包进行解密。

2.如权利要求1所述的捕获方法，其中，该确定数据是指示密钥变化的二进制相位元素，该密钥变化用于该终端和该数据服务器对该终端单元与该数据服务器之间交换的数据包进行加密和解密。

3.如权利要求1或权利要求2所述的捕获方法，其中，该合作数据包是诸如QUIC协议等安全数据多路复用协议的数据包，并且该合作数据包是根据以下(多个)参数中的一个或多个来识别的：

-定相位；

-QUIC数据包的自旋位的值；

-该QUIC数据包的RR位的值；

-连接标识符。

4.如权利要求1至3中任一项所述的捕获方法，其中，该合作数据包在该设备中激活对这些数据包的检测之后被识别，这些数据包的确定数据的值与先前从该终端单元接收到的多个连续数据包的确定数据的值不同。

5.如权利要求1至4中任一项所述的捕获方法，其中，在该终端单元与该数据服务器之间的会话结束之后，由该终端单元将与该确定数据相关联的该安全密钥传输到该设备。

6.如权利要求1至5中任一项所述的捕获方法，其中，与该确定数据相关联的该安全密钥用于保护来自该终端单元与该数据服务器之间的先前会话的数据包的交换。

7.如权利要求1至6中任一项所述的捕获方法，其中，与该确定数据相关联的该安全密钥是在初始化会话的步骤期间在该终端单元与该数据服务器之间协商的密钥。

8.如权利要求1至7中任一项所述的捕获方法，其中，当将所述多个数据包路由到该数据服务器时，从该多个数据包中移除该合作数据包。

9.如权利要求1至8中任一项所述的捕获方法，进一步包括从由该数据服务器传输到该终端单元的这些数据包中分析以及识别合作数据包，并如权利要求1所述的对该合作数据包进行解密。

10.一种用于使用终端单元(30)与服务器(20)之间的加密会话对由该终端单元(30)借助于设备(50)传输到该数据服务器(20)的与应用程序相关的数据进行计数的方法，该方法由该终端单元实施并且包括：

-使该应用程序相关的数据的计数器递增；

-将该递增的计数器添加到包括该确定数据的合作数据包，该确定数据的值(v0)与用于确定该多个数据包中的其他数据包的安全密钥的数据的值(v1)不同，所述值(v0)与用于在发送所述合作数据包之前对该终端单元与该数据服务器之间交换的该多个数据包中的数据包进行加密的安全密钥相对应；

-向该数据服务器发送包括该添加的计数器的合作数据包。

11.如权利要求10所述的计数方法，进一步包括向该设备发送与该合作数据包的确定数据相对应的安全密钥。

12.如权利要求10或权利要求11所述的计数方法，进一步包括该设备先前向该数据服务器发送用于激活该捕获方法的消息。

13.一种用于从在终端单元(30)与数据服务器(20)之间建立的加密会话中捕获数据包的设备(50)，所述数据包包括用于确定用于对该数据包进行加密的安全密钥的数据，该设备包括：

-分析器，该分析器能够分析用于确定由该终端单元(30)传输并且发往该服务器(20)的多个数据包的安全密钥的数据；

-识别模块，该识别模块能够从该多个传输的数据包中识别合作数据包，所述合作数据包包括该确定数据的值(v0)，该值不同于用于确定该多个数据包中的其他数据包的安全密钥的数据的值(v1)，所述值(v0)与用于在该终端单元发送所述合作数据包之前对由该终端单元传输到该数据服务器的数据包进行加密的安全密钥相对应；

-解密模块，该解密模块能够使用与所识别合作数据包的确定数据的值(v0)相对应的安全密钥来对接收到的合作数据包进行解密。

14.一种用于使用终端单元(30)与服务器(20)之间的加密会话对由该终端单元借助于设备(50)传输到该数据服务器的与应用程序相关的数据进行计数的设备，该设备包括：

-计算机，该计算机能够使该应用程序相关的数据的计数器递增，并且能够将该递增的计数器添加到包括该确定数据的合作数据包，该确定数据的值(v0)与用于确定该多个数据包中的其他数据包的安全密钥的数据的值(v1)不同，所述值(v0)与用于在发送所述合作数据包之前对该终端单元与该数据服务器之间交换的该多个数据包中的数据包进行加密的安全密钥相对应；

15.一种用于使用终端单元与数据服务器之间的加密会话对由该终端单元借助于设备传输到该服务器的与应用程序相关的数据进行计数的系统，该系统包括至少一个如权利要求13所述的捕获设备和至少一个如权利要求14所述的计数设备。

16.一种计算机程序，包括用于在该程序由处理器执行时实施如权利要求1至9中任一项所述的捕获方法的指令。

17.一种计算机程序，包括用于在该程序由处理器执行时实施如权利要求10至12中任一项所述的计数方法的指令。