CN117395652B - 无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统 - Google Patents

无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统，涉及无线网络通信身份认证技术领域，请求端向密钥管控服务器申请密钥对，并生成通信请求信息和第一摘要，加密生成第一密文；认证端使用私钥对第一密文进行解密，得到通信请求信息和第一摘要；对第一摘要、请求端身份信息进行验证；身份认证成功后生成通信反馈信息和第二摘要，加密生成第二密文；请求端对第二密文进行解密，得到通信反馈信息和第二摘要；对第二摘要、认证端身份信息进行验证。本发明的身份认证过程仅包括请求端、认证端，由密钥管控服务器提供密钥对，结合数字签名、时间戳、随机数、身份信息等对通信两端进行双向身份认证，提高了双向身份认证的准确性、安全性。

Description

无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统
技术领域
本发明涉及无线网络通信身份认证技术领域，更具体的说是涉及无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统。
背景技术
身份认证是指确认用户身份的过程，是网络安全防护的第一道关口。现有的通信双方身份认证方法主要有口令认证和密钥认证，口令认证为账号密码方式，通过验证账号密码的正确性来确定用户的合法性，这种技术的优点是简单易用，但是其安全性较低，存在账号密码容易被窃听或者重放攻击的危险。密钥认证则是通过对称密钥或非对称密钥的方式进行身份认证。从通信安全性层面而言，密钥认证的安全性均高于其他身份认证方式。
现有的身份认证技术大多是服务器端对请求通信的客户端进行单方身份验证，而对于想要进行通信的两个客户端而言，需要经过中间服务器进行通信，因为为了去除中间服务器在整个通信过程中造成的干扰和安全性问题，需要针对通信双方进行相互的双向身份认证，而不需要中间服务器作为传递媒介。
因此如何提高通信两端双向身份认证的安全性和准确性，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新的无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术端案：
一种无线网络两端通信的双向身份认证方法，应用于通信双方的请求端，包括以下步骤：
步骤101、向密钥管控服务器申请一对公钥和私钥，以及对应的密钥标识；
步骤102、生成通信请求信息，使用Hash函数生成所述通信请求信息的第一摘要，并使用所述公钥对所述通信请求信息以及第一摘要进行加密，生成第一密文；
步骤103、将第一密文和密钥标识发送至认证端；
步骤104、接收认证端单向身份认证成功后发送的第二密文，所述第二密文为认证端对请求端身份信息进行单向身份认证成功后的加密的通信反馈信息以及第二摘要；
步骤105、使用所述私钥对接收到的第二密文进行解密，得到解密后的通信反馈信息和解密后的第二摘要；
步骤106、使用Hash函数生成解密后的通信反馈信息的新第二摘要，判断解密后的第二摘要和新第二摘要是否相同，若相同，则验证认证端身份信息，验证成功后则双向身份认证成功。
可选的，所述密钥管控服务器中存储有一一对应的公钥和私钥，每对公钥和私钥均设置有对应的唯一密钥标识。
可选的，所述步骤102中，通信请求信息包括请求端身份信息、请求端地址信息、第一验证信息。
可选的，所述第一验证信息包括第一随机数和第一时间戳，所述第一时间戳为请求端发送第一验证信息的时间。
可选的，所述步骤106中，验证认证端身份信息的方法为：对通信反馈信息中的认证端身份信息、第二验证信息进行核验，判断第二时间戳信息是否合法以及认证端身份信息是否正确，若是，则认证端身份信息验证成功。
本发明还公开另一种基于无线网络通信的双向身份认证方法，应用于通信双方的认证端，包括以下步骤：
步骤201、接收请求端发送的第一密文和密钥标识；
步骤202、使用所述密钥标识从密钥管控服务器查询对应的公钥和私钥，使用所述私钥对接收到的第一密文进行解密，得到解密后的通信请求信息和解密后的第一摘要；
步骤203、使用Hash函数生成解密后的通信请求信息的新第一摘要，判断解密后的第一摘要和新第一摘要是否相同，若相同，则验证请求端身份信息，验证成功后则单向身份认证成功；
步骤204、生成通信反馈信息，使用Hash函数生成所述通信反馈信息的第二摘要，并使用所述公钥对所述通信反馈信息以及第二摘要进行加密，生成第二密文；
步骤205、依据通信请求信息中的请求端地址信息将第二密文发送至请求端。
可选的，所述步骤204中，通信反馈信息包括认证端身份信息、第二验证信息。
可选的，所述第二验证信息包括第二随机数和第二时间戳，所述第二时间戳为认证端发送第二验证信息的时间。
一种基于无线网络通信的双向身份认证系统，包括通信双方的请求端、认证端以及与所述请求端、认证端连接的密钥管控服务器；
所述密钥管控服务器用于存储一一对应的公钥和私钥，每对公钥和私钥均设置有对应的唯一密钥标识；
所述请求端用于向密钥管控服务器申请公钥、私钥和密钥标识，并生成第一密文；将第一密文和密钥标识发送至认证端；依据认证端的第二密文对认证端进行身份认证；
所述认证端用于依据请求端发送的第一密文和密钥标识进行身份认证；生成第二密文，发送至请求端。
经由上述的技术方案可知，本发明提供了无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明仅仅涉及请求端、认证端、密钥管控服务器，其中密钥管控服务器只用于提供密钥对，而不参与请求端、认证端的双向身份认证过程，由请求端、认证端两端进行身份的认证，提高通信两端双向身份认证的安全性。
本发明在进行身份认证时，随机获取密钥对，而不是固定不变的密钥对，进一步提高了身份认证的安全性。
本发明传输的第一密文中包括通信请求信息和第一摘要，其中第一摘要用于判断第一密文是否被更改，通信请求信息用于对请求端进行身份认证；第二密文包括通信反馈信息和第二摘要，其中第二摘要用于判断第二密文是否被更改，通信反馈信息用于对认证端进行身份验证，进而完成双向身份认证。本发明通过数字签名的方式防止认证使用的密文被更改，使用通信请求信息、通信反馈信息中的请求端/认证端身份信息、时间戳、随机数等进行双方的身份认证，充分保障了通信两端双向身份认证的准确性，提高了身份认证的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术端案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明技术方案的整体流程示意图；
图2为应用于请求端的双向身份认证方法示意图；
图3为应用于认证端的双向身份认证方法示意图。
具体实施端式
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端案进行清楚、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。
本发明实施例提供了适用于无线网络两端通信的双向身份认证方法及系统，涉及请求端、认证端、密钥管控服务器，具体过程参见图1：
请求端向密钥管控服务器申请一对公钥和私钥，以及对应的密钥标识，并生成通信请求信息，使用Hash函数生成所述通信请求信息的第一摘要；
请求端使用所述公钥对所述通信请求信息以及第一摘要进行加密，生成第一密文；将第一密文和密钥标识发送至认证端；
认证端接收请求端发送的第一密文和密钥标识；使用所述密钥标识从密钥管控服务器查询对应的公钥和私钥，使用所述私钥对接收到的第一密文进行解密，得到解密后的通信请求信息和解密后的第一摘要；用Hash函数生成解密后的通信请求信息的新第一摘要，判断解密后的第一摘要和新第一摘要是否相同，若相同，则验证请求端身份信息，验证成功后则单向身份认证成功；在本发明方案中，只有在验证成功后才能进入下一步骤，若验证不成功，则双向身份认证失败；
认证端单向身份认证成功后生成通信反馈信息，使用Hash函数生成所述通信反馈信息的第二摘要，并使用所述公钥对所述通信反馈信息以及第二摘要进行加密，生成第二密文；依据通信请求信息中的请求端地址信息将第二密文发送至请求端；
请求端接收第二密文，使用所述私钥对接收到的第二密文进行解密，得到解密后的通信反馈信息和解密后的第二摘要；使用Hash函数生成解密后的通信反馈信息的新第二摘要，判断解密后的第二摘要和新第二摘要是否相同，若相同，则验证认证端身份信息，验证成功后则双向身份认证成功。
在本发明中，以先发送通信请求的一方作为请求端，另一方作为认证端，对本发明技术方案进行解释说明。
实施例1
本实施例公开了一种无线网络两端通信的双向身份认证方法，应用于通信双方的请求端，参见图2，包括以下步骤：
步骤101、向密钥管控服务器申请一对公钥和私钥，以及对应的密钥标识；所述密钥管控服务器中存储有一一对应的公钥和私钥，每对公钥和私钥均设置有对应的唯一密钥标识，并且不同的密钥对对应不同的密钥标识，即一个密钥标识仅能够对应唯一密钥对。
步骤102、生成通信请求信息，并使用Hash函数生成所述通信请求信息的第一摘要；使用所述公钥对所述通信请求信息以及第一摘要进行加密，生成第一密文；通信请求信息包括请求端身份信息、请求端地址信息、第一验证信息，其中，请求端身份信息用于认证端对请求端的身份进行核实，请求端地址信息用于为认证端反馈信息时提供请求端的地址，所述第一验证信息包括第一随机数和第一时间戳，第一时间戳为请求端发送第一验证信息的时间，第一验证信息用于供认证端对第一时间戳信息是否合法以及请求端身份信息是否正确进行验证。具体地，第一时间戳中时间的年月日时分必须跟当前的时间相同，秒必须是小于当前时间，此外还可存在其他方式，本发明对此不限制。所述第一随机数可以为单个的随机数，也可以为随机数序列，本发明对此不限制。
步骤103、将第一密文和密钥标识发送至认证端；
步骤104、接收认证端单向身份认证成功后发送的第二密文，所述第二密文为认证端对请求端身份信息进行单向身份认证成功后的加密的通信反馈信息以及第二摘要。
认证端对请求端身份信息进行单向身份认证的方法为：认证端接收请求端发送的第一密文和密钥标识；使用所述密钥标识从密钥管控服务器查询对应的公钥和私钥，使用所述私钥对接收到的第一密文进行解密，得到解密后的通信请求信息和解密后的第一摘要；使用Hash函数生成解密后的通信请求信息的新第一摘要，判断解密后的第一摘要和新第一摘要是否相同，若相同，则验证请求端身份信息，验证成功后则单向身份认证成功。
步骤105、使用所述私钥对接收到的第二密文进行解密，得到解密后的通信反馈信息和解密后的第二摘要。
通信反馈信息包括认证端身份信息、第二验证信息，所述第二验证信息包括第二随机数和第二时间戳，所述第二时间戳为认证端发送第二验证信息的时间。第二摘要为Hash函数针对所述通信反馈信息所生成的。使用所述公钥对通信反馈信息以及第二摘要进行加密。
步骤106、使用Hash函数生成解密后的通信反馈信息的新第二摘要，判断解密后的第二摘要和新第二摘要是否相同，若相同，则验证认证端身份信息，验证成功后则双向身份认证成功。其中，验证认证端身份信息的方法为：对通信反馈信息中的认证端身份信息、第二验证信息进行核验，判断第二时间戳信息是否合法以及认证端身份信息是否正确，若是，则认证端身份信息验证成功。
实施例2
本实施例公开了另外一种基于无线网络通信的双向身份认证方法，应用于通信双方的认证端，参见图3，包括以下步骤：
步骤201、接收请求端发送的第一密文和密钥标识；
步骤202、使用所述密钥标识从密钥管控服务器查询对应的公钥和私钥，使用所述私钥对接收到的第一密文进行解密，得到解密后的通信请求信息和解密后的第一摘要；
步骤203、使用Hash函数生成解密后的通信请求信息的新第一摘要，判断解密后的第一摘要和新第一摘要是否相同，若相同，则验证请求端身份信息，验证成功后则单向身份认证成功；
步骤204、生成通信反馈信息，使用Hash函数生成所述通信反馈信息的第二摘要，并使用所述公钥对所述通信反馈信息以及第二摘要进行加密，生成第二密文；
通信反馈信息包括认证端身份信息、第二验证信息，所述第二验证信息包括第二随机数和第二时间戳，所述第二时间戳为认证端发送第二验证信息的时间。
步骤205、依据通信请求信息中的请求端地址信息将第二密文发送至请求端。
本实施例中未公开内容参见实施例1，此处不再赘述。
实施例3
本实施例公开一种基于无线网络通信的双向身份认证系统，包括通信双方的请求端、认证端以及与所述请求端、认证端连接的密钥管控服务器；
所述密钥管控服务器用于存储一一对应的公钥和私钥，每对公钥和私钥均设置有对应的唯一密钥标识；
所述请求端用于向密钥管控服务器申请一对公钥和私钥，以及对应的密钥标识；生成第一密文；将第一密文和密钥标识发送至认证端；接收认证端发送的第二密文；使用所述私钥对接收到的第二密文进行解密，得到解密后的通信反馈信息和解密后的第二摘要；使用Hash函数生成解密后的通信反馈信息的新第二摘要，判断解密后的第二摘要和新第二摘要是否相同，若相同，则验证认证端身份信息，验证成功后则双向身份认证成功；
所述认证端用于接收请求端发送的第一密文和密钥标识；使用所述密钥标识从密钥管控服务器查询对应的公钥和私钥，使用所述私钥对接收到的第一密文进行解密，得到解密后的通信请求信息和解密后的第一摘要；用Hash函数生成解密后的通信请求信息的新第一摘要，判断解密后的第一摘要和新第一摘要是否相同，若相同，则验证请求端身份信息，验证成功后则单向身份认证成功；生成通信反馈信息，使用Hash函数生成所述通信反馈信息的第二摘要，并使用所述公钥对所述通信反馈信息以及第二摘要进行加密，生成第二密文；依据通信请求信息中的请求端地址信息将第二密文发送至请求端。
本说明书中各个实施例采用递进的端式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种无线网络两端通信的双向身份认证方法，其特征在于，应用于通信双方的请求端，包括以下步骤：
步骤101、向密钥管控服务器申请一对公钥和私钥，以及对应的密钥标识；
步骤102、生成通信请求信息，使用Hash函数生成所述通信请求信息的第一摘要，并使用所述公钥对所述通信请求信息以及第一摘要进行加密，生成第一密文；
步骤103、将第一密文和密钥标识发送至认证端；
步骤104、接收认证端单向身份认证成功后发送的第二密文，所述第二密文为认证端对请求端身份信息进行单向身份认证成功后的加密的通信反馈信息以及第二摘要；
步骤105、使用所述私钥对接收到的第二密文进行解密，得到解密后的通信反馈信息和解密后的第二摘要；
步骤106、使用Hash函数生成解密后的通信反馈信息的新第二摘要，判断解密后的第二摘要和新第二摘要是否相同，若相同，则验证认证端身份信息，验证成功后则双向身份认证成功。
2.根据权利要求1所述的一种无线网络两端通信的双向身份认证方法，其特征在于，所述密钥管控服务器中存储有一一对应的公钥和私钥，每对公钥和私钥均设置有对应的唯一密钥标识。
3.根据权利要求1所述的一种无线网络两端通信的双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤102中，通信请求信息包括请求端身份信息、请求端地址信息、第一验证信息。
4.根据权利要求3所述的一种无线网络两端通信的双向身份认证方法，其特征在于，所述第一验证信息包括第一随机数和第一时间戳，所述第一时间戳为请求端发送第一验证信息的时间。
5.根据权利要求1所述的一种无线网络两端通信的双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤106中，验证认证端身份信息的方法为：对通信反馈信息中的认证端身份信息、第二验证信息进行核验，判断第二时间戳信息是否合法以及认证端身份信息是否正确，若是，则认证端身份信息验证成功。
6.一种基于无线网络通信的双向身份认证方法，其特征在于，应用于通信双方的认证端，包括以下步骤：
步骤201、接收请求端发送的第一密文和密钥标识；
步骤202、使用所述密钥标识从密钥管控服务器查询对应的公钥和私钥，使用所述私钥对接收到的第一密文进行解密，得到解密后的通信请求信息和解密后的第一摘要；
步骤203、使用Hash函数生成解密后的通信请求信息的新第一摘要，判断解密后的第一摘要和新第一摘要是否相同，若相同，则验证请求端身份信息，验证成功后则单向身份认证成功；
步骤204、生成通信反馈信息，使用Hash函数生成所述通信反馈信息的第二摘要，并使用所述公钥对所述通信反馈信息以及第二摘要进行加密，生成第二密文；
步骤205、依据通信请求信息中的请求端地址信息将第二密文发送至请求端。
7.根据权利要求6所述的一种基于无线网络通信的双向身份认证方法，其特征在于，所述步骤204中，通信反馈信息包括认证端身份信息、第二验证信息。
8.根据权利要求7所述的一种基于无线网络通信的双向身份认证方法，其特征在于，所述第二验证信息包括第二随机数和第二时间戳，所述第二时间戳为认证端发送第二验证信息的时间。
9.一种基于无线网络通信的双向身份认证系统，其特征在于，包括通信双方的请求端、认证端以及与所述请求端、认证端连接的密钥管控服务器；
所述密钥管控服务器用于存储一一对应的公钥和私钥，每对公钥和私钥均设置有对应的唯一密钥标识；
所述请求端用于向密钥管控服务器申请公钥、私钥和密钥标识，并生成第一密文；将第一密文和密钥标识发送至认证端；依据认证端的第二密文对认证端进行身份认证，具体的：请求端接收认证端发送的第二密文；使用所述私钥对接收到的第二密文进行解密，得到解密后的通信反馈信息和解密后的第二摘要；使用Hash函数生成解密后的通信反馈信息的新第二摘要，判断解密后的第二摘要和新第二摘要是否相同，若相同，则验证认证端身份信息，验证成功后则双向身份认证成功；
所述认证端用于依据请求端发送的第一密文和密钥标识进行身份认证；生成第二密文，发送至请求端；
具体的，所述认证端用于接收请求端发送的第一密文和密钥标识；使用所述密钥标识从密钥管控服务器查询对应的公钥和私钥，使用所述私钥对接收到的第一密文进行解密，得到解密后的通信请求信息和解密后的第一摘要；用Hash函数生成解密后的通信请求信息的新第一摘要，判断解密后的第一摘要和新第一摘要是否相同，若相同，则验证请求端身份信息，验证成功后则单向身份认证成功；生成通信反馈信息，使用Hash函数生成所述通信反馈信息的第二摘要，并使用所述公钥对所述通信反馈信息以及第二摘要进行加密，生成第二密文；依据通信请求信息中的请求端地址信息将第二密文发送至请求端。
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