CN117675254A - 一种设备认证方法和相关设备 - Google Patents

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CN117675254A CN202211063837.1A CN202211063837A CN117675254A CN 117675254 A CN117675254 A CN 117675254A CN 202211063837 A CN202211063837 A CN 202211063837A CN 117675254 A CN117675254 A CN 117675254A
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Abstract

本申请实施例公开了一种设备认证方法和相关设备，用于为新入网的设备进行认证。本申请第一方面提供了一种设备认证方法。在本申请中，第一设备首先获取第二设备上的多功能语义设备标签，多功能语义设备标签包括自验证设备标识。当第一设备接收到第二设备发送的认证请求消息，认证请求消息包括第一参数，第一设备基于预设的哈希函数对第一参数进行计算，得到第一哈希值。若第一参数被修改，则第一哈希值与自验证设备标识不相等。只有第一参数未被修改，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，则第一设备确定第二设备通过认证，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。

Description

一种设备认证方法和相关设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种设备认证方法和相关设备。
背景技术
电力线通信(power line communication，PLC)是一种利用电力线传输数据和话音信号的通信方式。
基于PLC的网络结构可以包括PLC网关和至少一个PLC域，其中，每个PLC域包括多个PLC设备。若想要实现PLC设备与PLC域中的其他PLC设备通信，需要首先使该PLC设备通过与PLC网关的交互进行认证和注册，从而实现入网。一般的，PLC设备先注册，再认证。通过注册，PLC设备获得了分配的口令(pass word，PW)，然后PLC设备和PLC网关基于该PW进行认证，以完成入网。
PLC设备与PLC网关进行认证的过程中，若PLC设备与PLC网关之间没有直连链路时，需要中继设备完成传输，由于消息在传输过程中没有机密性或完整性保护，中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，造成用户的信息泄露等损失。
发明内容
本申请实施例提供了一种设备认证方法和相关设备，用于为新入网的设备进行认证。
本申请第一方面提供了一种设备认证方法。在本申请中，第一设备首先获取第二设备上的多功能语义设备标签，多功能语义设备标签包括自验证设备标识。当第一设备接收到第二设备发送的认证请求消息，认证请求消息包括第一参数，第一设备基于预设的哈希函数对第一参数进行计算，得到第一哈希值。若第一参数被修改，则第一哈希值与自验证设备标识不相等。只有第一参数未被修改，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，则第一设备确定第二设备通过认证，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
在一些可能的实现方式中，所述第一参数包括一次性密码OTP和正整数Ni，所述第一哈希值等于hashNi(OTP)，其中hash()表示所述预设的哈希函数，若OTP或Ni任一个被修改，则第一哈希值与自验证设备标识不相等。只有OTP或Ni任一个未被修改，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
在一些可能的实现方式中，所述第一参数为第一公钥PKa所述第一哈希值为hash(PKa)，其中hash()表示所述预设的哈希函数，所述第一公钥和第一私钥SKa为配对的公私钥对，所述第二设备具有所述第一私钥SKa，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一签名Sig(Ska,M)，所述第一设备基于所述第一公钥PKa对所述Sig(Ska,M)进行验证，若验证通过，则执行所述第一设备确定所述第二设备通过认证的步骤，从而保障了认证请求消息的完整性。
在一些可能的实现方式中，所述多功能语义设备标签还包括网络识别码的密文，所述认证请求消息还包括对称密钥的密文，所述第一设备基于预设的密文策略属性基确定第二私钥SKb；所述第一设备使用所述第二私钥解密所述对称密钥的密文，得到所述对称密钥的明文；所述第一设备基于所述对称密钥的明文解密所述网络识别码的密文，得到所述网络识别码的明文。从而保障了只有在第二设备的许可下才能得到网络识别码的明文，而且保障了中继设备或第三方设备无法获得网络识别码的明文。
在一些可能的实现方式中，所述第一设备基于所述预设的哈希函数对第二参数进行计算，得到第二哈希值，所述第二参数包括所述网络识别码的明文；所述第一设备向所述第二设备发送认证响应消息，所述认证响应消息包括所述第二哈希值。以使得第二设备可以基于第二哈希值验证第一设备的合法性。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括第二公钥PKb和第二签名Sig(SKb,M’)，所述M’为所述认证请求消息中除了所述Sig(SKb,M’)之外所有信息，所述Sig(SKb,M’)表示基于第二私钥SKb对所述M’进行的签名，所述第二私钥SKb和所述第二公钥PKb为匹配的公私钥对，从而保障了认证响应消息的完整性。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一密钥协商参数，所述第一设备基于所述第一密钥协商参数和所述网络识别码的明文生成会话密钥，所述会话密钥用于与所述第二设备通信。从而实现了第一设备和第二设备之间的保密通信。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括第二密钥协商参数，所述第一设备基于所述网络识别码的明文生成所述第二密钥协商参数，从而可以基于第二密钥协商参数生成会话密钥。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括设备在网标识的密文，所述设备在网标识的密文由所述会话密钥加密所述设备在网标识的明文得到，所述设备在网标识为所述第一设备为所述第二设备分配的标识。那么，第二设备可以凭着设备在网标识实现入网。
本申请第二方面提供了一种设备认证方法，在本申请中，第二设备生成相关联的自验证设备标识和第一参数，其中，基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，可得所述自验证设备标识。所述第二设备向所述第一设备发送认证请求消息，所述认证请求消息包括第一参数。若第一参数被修改，则第一哈希值与自验证设备标识不相等。只有第一参数未被修改，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，则第一设备确定第二设备通过认证，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
在一些可能的实现方式中，所述第一参数包括一次性密钥OTP和正整数Ni，所述第二设备生成随机数ID_Seed并设置N，N为大于1的正整数；所述第二设备基于所述预设的哈希函数对所述ID_Seed进行N次迭代计算，得到的值作为所述自验证设备标识；所述第二设备基于所述预设的哈希函数对所述ID_Seed进行i次迭代计算，得到的值作为所述OTP，i为小于N的正整数，Ni＝N-i。只有OTP或Ni任一个未被修改，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
在一些可能的实现方式中，所述第一参数为第一公钥PKa所述第一哈希值为hash(PKa)，其中hash()表示所述预设的哈希函数，所述第一公钥和第一私钥SKa为配对的公私钥对，所述第二设备具有所述第一私钥SKa，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一签名Sig(Ska,M)，所述M为所述认证请求消息中除了所述Sig(Ska,M)之外所有信息；所述第二设备基于所述第一私钥SKa对所述M进行签名，得到所述第一签名Sig(Ska,M)。从而保障了认证请求消息的完整性。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括对称密钥的密文，所述第二设备获取网络识别码的明文；所述第二设备基于对称密钥的明文加密所述网络识别码的明文，得到所述网络识别码的密文；所述第二设备基于预设的密文策略属性基确定第二公钥PKb；所述第二设备使用所述第二公钥PKb加密所述对称密钥的明文，得到所述对称密钥的密文；从而保障了只有在第二设备的许可下才能得到网络识别码的明文，而且保障了中继设备或第三方设备无法获得网络识别码的明文。
在一些可能的实现方式中，所述第二设备接收所述第一设备发送的认证响应消息，所述认证响应消息包括第二哈希值；所述第二设备基于所述预设的哈希函数对所述网络识别码的明文进行计算，得到第三哈希值；若所述第三哈希值与所述第二哈希值相等，则所述第二设备确定所述第一设备通过认证。以使得第二设备可以基于第二哈希值验证第一设备的合法性。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括所述第二公钥PKb和第二签名Sig(SKb,M’)，所述M’为所述认证请求消息中除了所述Sig(SKb,M’)之外所有信息，所述Sig(SKb,M’)表示基于第二私钥SKb对所述M’进行的签名；所述第二设备基于所述第二公钥PKb对所述第二签名Sig(SKb,M’)进行验证；若验证通过，则执行所述第二设备确定所述第一设备通过认证的步骤。从而保障了认证响应消息的完整性。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括第二密钥协商参数，所述第二设备基于所述第二密钥协商参数和所述网络识别码的明文生成会话密钥，所述会话密钥用于与所述第一设备通信。从而实现了第一设备和第二设备之间的保密通信。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一密钥协商参数X，所述第二设备基于所述网络识别码的明文生成所述第一密钥协商参数，从而可以基于第一密钥协商参数生成会话密钥。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括设备在网标识的密文，所述设备在网标识的密文由所述会话密钥加密所述设备在网标识的明文得到，所述设备在网标识为所述第一设备为所述第二设备分配的标识；所述第二设备基于所述第二密钥协商参数Y和所述网络识别码的明文生成会话密钥之后，所述第二设备基于所述会话密钥解密所述设备在网标识的密文，得到所述设备在网标识的明文。那么，第二设备可以凭着设备在网标识实现入网。
本申请第三方面提供了一种设备认证方法，在本申请中，第一设备首先获取第二设备上的多功能语义设备标签，多功能语义设备标签包括自验证设备标识。当第二设备向第一设备接收发送认证请求消息后，认证请求消息包括第一参数，第一设备可以基于预设的哈希函数对第一参数进行计算，得到第一哈希值。若第一参数被修改，则第一哈希值与自验证设备标识不相等。只有第一参数未被修改，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，则第一设备确定第二设备通过认证，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
本申请第四方面提供了一种通信设备，所述通信设备用于执行前述第一方面中任一项中第一设备所执行的方法。
本申请第五方面提供了一种通信设备，所述通信设备用于执行前述第二方面中任一项中第一设备所执行的方法。
本申请第六方面提供了一种通信系统，包括：第一设备和第二设备，其中，所述第一设备用于执行前述第一方面中任一项所述的方法；所述第二设备用于执行前述第二方面中任一项所述的方法。
本申请第七方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第二方面或第三方面中任一项所述的方法。
本申请第八方面提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，该计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中；设备的至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机执行指令，至少一个处理器执行该计算机执行指令使得设备实施上述第一方面或第二方面或第三方面中任一项所述的方法。
本申请第九方面提供一种通信装置，该通信装置可以包括至少一个处理器、存储器和通信接口。至少一个处理器与存储器和通信接口耦合。存储器用于存储指令，至少一个处理器用于执行该指令，通信接口用于在至少一个处理器的控制下与其他通信装置进行通信。该指令在被至少一个处理器执行时，使至少一个处理器执行前述第一方面或第二方面或第三方面中任一项所述的方法。
本申请第十方面提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持实现上述第一方面或第二方面或第三方面中任一项所述的方法中所涉及的功能。
在一种可能的设计中，芯片系统还可以包括存储器，存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
其中，第四至第十方面或者其中任一种可能实现方式所带来的技术效果可参见第一方面或第二方面不同可能实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1-1为本申请实施例提供的一种基于PLC的网络结构的示意图；
图1-2为本申请实施例提供的第一PLC域的结构示意图；
图2-1为本申请实施例提供的一种设备认证方法的流程示意图；
图2-2为本申请实施例中多功能语义设备标识的示意图；
图2-3为本申请实施例中PLC设备执行HASHi(input)的流程示意图：
图2-4为本申请实施例中多功能语义设备标签的示意图；
图2-5为本申请实施例中PLC设备入网的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种通信设备的另一结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种设备认证方法和相关设备，用于为新入网的设备进行认证。
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
本申请实施例可应用于基于PLC的网络结构，该网络结构包括PLC网关和至少一个PLC域。示例性的，如图1-1所示，该网络结构100包括PLC网关110、第一PLC域120和第二PLC域130。在一些可行的实现方式中，该网络结构100可以包括消防系统、低压电力线物联网系统、楼宇控制系统和可视门禁系统等，此处不做限定。
其中，一个PLC域可以包括多个PLC设备。示例性的，如图1-2所示，第一PLC域120包括PLC设备121～126。需要说明的是，PLC设备121～126之间可以为铜线、低压电力线或者双绞线等，以便于传输采用基于PLC技术进行编码的载波信号。
在PLC域内，多个PLC设备可以在3种通信模式下实现通信：点到点模式(point-to-pint mode，PM)、中心化模式(central mode，CM)、统一模式(unified mode，UM)。其中，在PM模式下，PLC设备之间使用点对点的方式进行通信，两个PLC设备之间通过介质建立直接信号流。例如，PLC设备122与PLC设备123之间通过介质直接通信。在CM模式下，PLC设备之间只能通过其中一个PLC设备作为域接入点(domain access point)，实现间接通信。例如，PLC设备122与PLC设备124之间通过PLC设备123(域接入点)间接通信。在UM模式下，两个PLC设备之间通过中继设备(relay)实现间接通信。例如，PLC设备122与PLC设备126之间通过PLC设备125(中继设备)间接通信。
若想要实现PLC设备与PLC域中的其他PLC设备通信，需要首先使该PLC设备通过与PLC网关的交互进行认证和注册，从而实现入网。一般的，PLC设备先注册，再认证。通过注册，PLC设备获得了分配的口令(pass word，PW)，然后PLC设备和PLC网关基于该PW进行认证，以完成入网。
PLC设备与PLC网关进行认证的过程中，若PLC设备与PLC网关之间没有直连链路时，需要中继设备完成传输，由于消息在传输过程中没有机密性或完整性保护，中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，造成用户的信息泄露等损失。
例如，PLC设备122与PLC设备126之间通过PLC设备127(中继设备)间接通信，PLC设备122要认证时，PLC设备127为PLC设备转发与PLC网关110之间的消息，由于未有安全信道，PLC设备127可以进行中间人攻击。
为此，本申请提出了一种设备认证方法和相关设备，用于为新入网的设备进行认证。在本申请中，第一设备首先获取第二设备上的多功能语义设备标签，多功能语义设备标签包括自验证设备标识。当第一设备接收到第二设备发送的认证请求消息，认证请求消息包括第一参数，第一设备基于预设的哈希函数对第一参数进行计算，得到第一哈希值。若第一参数被修改，则第一哈希值与自验证设备标识不相等。只有第一参数未被修改，第一哈希值与自验证设备标识才能相等，则第一设备确定第二设备通过认证，从而避免了中继设备容易出现身份伪造或篡改，实现中间人攻击，从而避免了用户的信息泄露等损失。
在本申请实施例中，以PLC设备作为第二设备，PLC网关作为第一设备为例进行说明。在一些可能的实现方式中，本申请实施例的技术方案可以应用于PLC设备和PLC网关中，PLC设备和PLC网关均内置有PLC安全认证模块，PLC设备和PLC网关分别基于内置的PLC安全认证模块实现本申请实施例的方法。
需要说明的是，本申请的技术方案可以应用于前述的基于PLC的网络结构中，也应用于任何适用于其他网络结构(如智能家居、智能电网、Wi-Fi网络等)中，例如哑终端或需要离线操作的设备入网，均能达到低成本和高效的效果。需要说明的是，由于基于PLC的网络结构中存在周期性的MAP帧为未入网的PLC设备分配了入网时间窗口，对于其他网络结构，未入网的设备可以在入网前基于准备入网的网络结构的现有协议的机制下，完成时间同步与入网认证触发。
下面以基于PLC的网络结构为例进行说明。
示例性的，请参考图2-1，本申请实施例中提出的一种设备认证方法，包括：
201、PLC设备烧写多功能语义设备标识。
在本申请实施例中，多功能语义设备标识包括自验证设备标识和网络识别码的明文。示例性的，以PLC设备a为例，如图2-2所示，设备a的多功能语义设备标识为Dev IDa，包括自验证设备标识(SAIDa)和网络识别码的明文(πa)。
其中，自验证设备标识由PLC设备生成，可以基于对称密码的形式生成，也可以基于非对称密码的形式生成。而网络识别码由厂家生成，每个PLC设备都有一个独特的网络识别码。
需要说明的是，PLC设备生成自验证设备标识的方式可以有多种，下面以其中2种生成自验证设备标识的方式为例进行说明。
方式1、基于对称密钥的逻辑生成自验证设备标识。
首先，PLC设备可以产生随机数ID_Seed，并预设标准验证次数N。那么，PLC设备对ID_Seed进行N次哈希(hash)变换，得到的结果作为自验证设备标识。
以PLC设备a为例：
SAIDa＝hashN(ID_Seed)
示例性的，如图2-3所示，为PLC设备执行HASHi(input)(i为1～N之间的正整数)的流程示意图：
其中，输入(input)的初始值为ID_seed，首先执行input(1)＝HASH(ID_seed)，然后执行input(i+1)＝HASH(input(i))，最后得到输出(output)的值为output＝HASH(input(N))，以output作为自验证设备标识。
方式2、基于非对称密钥的逻辑生成自验证设备标识。
在一些可能的实现方式中，第二设备可以生成第一公钥PKa和第一私钥SKa，第一公钥PKa和第一私钥SKa为匹配的公私钥对。然后，第二设备基于预设的哈希函数对第一公钥PKa进行计算，得到的值作为自验证设备标识。
示例性的，非对称密钥的逻辑可以基于椭圆曲线。首先，PLC设备a选定大素数p、椭圆曲线Ep(x,y)与基点G，其中，G的阶为n。接着，PLC设备a产生任一随机数ID_Seed<n，令第一私钥SKa＝ID_Seed，基于椭圆曲线的计算，得到第一公钥PKa＝SKa×G，最后计算得到SAIDa＝hash(PKa)，SAIDa为自验证设备标识。
在本申请实施例中，PLC设备可以设置对称密钥，该对称密钥用于将网络识别码的明文加密，得到网络识别码的密文；对称密钥也用于将网络识别码的密文解密，得到网络识别码的明文。需要说明的是，PLC设备的多功能语义设备标签包括自验证设备标识和网络识别码的密文。需要说明的是，PLC设备的多功能语义设备标签是公开的，PLC网关或任何设备都可以获取PLC设备的多功能语义设备标签。
示例性的，PLC设备a可以使用对称密钥PDKa加密网络识别码的明文(πa)，得到网络识别码的密文label(πa)，其中，label(πa)＝E(PDKa,πa)，E()为对称加密的过程。那么，如图2-4所示，PLC设备a上的多功能语义设备标签(Dev IDa label)包括SAIDa和label(πa)。
在一些可行的实现方式中，多功能语义设备标签可以为字符串(多个数字、英文和标点符号或其混合)、序列号、条形码或二维码，或其他形式，此处不做限定。
下面以二维码为例进行说明。自验证设备标识的长度取决于哈希算法的选取，通常SHA-256可以保证其安全性，则自验证设备标识的长度为256比特。网络识别码的密文的长度取决于网络识别码的明文的长度和所使用的密钥的长度。通常的，网络识别码的明文的长度为96比特，采用GCM-AES-128对网络识别码的明文进行加密，生成的网络识别码的密文的长度为128比特。那么，多功能语义设备标签的长度为256+128＝384比特。
需要说明的是，如表1所示，二维码一共有40个版本(Version)，从L1到L40，每个版本都对应了不同的码元结构(码元数)，码元指的就是组成二维码的方形黑白点，黑点表示二进制1，白点表示二进制的0。L1是21×21的矩阵，可用152比特；L2是25×25的矩阵，可用272比特；L3是29×29的矩阵，可用440比特；L4是29×29的矩阵，可用640比特。那么，除去定位图案、功能性数据等所需的数据量，L3的容量(440比特)或更高版本的容量可以满足上述多功能语义设备标签的384比特的容量要求。
表1
自验证设备标识的长度 网络识别码的密文的长度 二维码的版本号和对应的比特容量
256 128 L1：可用152比特，21×21码元
256 128 L2：可用272比特，25×25码元
256 128 L3：可用440比特，29×29码元
256 128 L4：可用640比特，33×33码元
202、PLC网关获取PLC设备上的多功能语义设备标签。
在本申请实施例中，PLC网关可以获取PLC设备中烧录的多功能语义设备标签。需要说明的是，在PLC设备上可以显示多功能语义设备标签，PLC网关或任何设备均可从PLC设备上获取多功能语义设备标签，得到自验证设备标识和网络识别码的密文。
在一些可行的实现方式中，若多功能语义设备标签为二维码或条码，贴示在PLC设备上，PLC网关可以通过扫码的方式获取二维码或条码中的信息，得到多功能语义设备标签。在一些可行的实现方式中，多功能语义设备标签也可以为字符串或者序列号，用户可以在PLC网关上输入该字符串或序列号。在一些可行的实现方式中，PLC设备也可以通过通信的方式向PLC网关发送多功能语义设备标签。此处不做限定。
203、PLC设备向PLC网关发送认证请求消息，该认证请求消息携带第一参数。
在一些可行的实现方式中，如图2-5所示，PLC域中的域主节点(可以配置PLC域中的多个PLC设备中的其中一个PLC设备为域主节点)可以周期性广播MAP帧，PLC设备可以通过介质检测MAP帧。若PLC设备检测到MAP帧，即发现PLC域，PLC设备可以发起与PLC网关的认证，以实现入网，从而使得该PLC设备成为该PLC域的一个PLC设备。若PLC设备未发现PLC域，该PLC设备则可以自行建立一个PLC域，并成为该PLC域的域主节点。
在本申请实施例中，当PLC设备检测到MAP帧，可以基于MAP帧向PLC网关发送认证请求消息。需要说明的是，MAP帧用于安排下一个MAC周期中PLC域内各PLC设备的传输时隙，MAP帧还用于通知新上电的PLC设备的入网时间窗口。在本申请实施例中，PLC设备可以在MAP帧指示的入网时间窗口向PLC网关发送认证请求消息。需要说明的是，若PLC设备与PLC网关之间无法直连，可以借助PLC网关指定的中继设备对认证请求消息进行转发。
在一些可行的实现方式中，对于步骤201中基于对称密钥的逻辑生成的自验证设备标识，认证请求消息可以包括PLC设备的自验证设备标识、PLC网关的网关标识、N-i、一次性密码(one time password，OTP)，其中，以OTP和正整数Ni＝N-i作为第一参数。在一些可行的实现方式中，认证请求消息还可以包括随机函数Rand C。
示例性的，PLC网关b的网关标识为GW_IDb，PLC设备a发送的认证请求消息包括{SAIDa,GW_IDb,N-i,OTP}或{SAIDa,GW_IDb,N-i,OTP,Rand C}，其中，OTP＝hashi(ID_Seed)，Rand C用于生成随机数以防重放。
在一些可行的实现方式中，对于步骤201中基于非对称密钥的逻辑生成的自验证设备标识，认证请求消息可以包括PLC设备的自验证设备标识、PLC网关的网关标识、椭圆曲线的参数、第一公钥和使用第一私钥进行的第一签名。其中，第一参数为第一公钥。在一些可行的实现方式中，认证请求消息还可以包括当前时间戳和随机函数中的任意一个或多个。
示例性的，PLC网关b的网关标识为GW_IDb，认证请求消息包括{SAIDa,GW_IDb,p,G,x,y,PKa,Sig(Ska,M)}或{SAIDa,GW_IDb,p,G,x,y,PKa,timestamp,Rand C,Sig(Ska,M)}，其中，p,G,x,y为椭圆曲线的参数，PKa为第一公钥，timestamp为当前时间戳，Rand C用于生成随机数以防重放，M表示认证请求消息中除了Sig(Ska,M)之外的所有信息，Sig(Ska,M)表示通过第一私钥SKa对M的第一签名。
示例性的，Sig(Ska,M)的签名算法可以为：1、计算M的哈希值z＝hash(M)；2、在[1,n-1]的范围内任选随机数c，n为G的阶；3、计算(x,y)＝c×G；4、计算r＝x,且保障r≠0；5、计算s＝c-1(z+r×SKa)mod n；6、计算Sig(Ska,M)＝(r,s)。
在一些可行的实现方式中，认证请求消息还可以包括对称密钥的密文。其中，对称密钥的明文用于加密网络识别码的明文，得到网络识别码的密文，或者，对称密钥的明文用于解密网络识别码的密文，得到网络识别码的明文。在一些可行的实现方式中，PLC设备可以使用第二公钥对对称密钥的明文加密，得到对称密钥的密文，只有PLC网关才有该第二公钥对应的第二私钥，使得PLC网关可以使用第二私钥对该对称密钥的密文进行解密，得到对称密钥的明文，再使用对称密钥的明文解密网络识别码的密文，得到网络识别码的明文。
需要说明的是，PLC设备可以获取PLC网关相关联的密文策略属性基，以得到用于加密对称密钥的第二公钥。密文策略属性基除了涉及PLC网关外，可以在特定场景内进行订制，例如生产厂家、生产日期、CPU型号、内存大小等。PLC网关可以基于相同的密文策略属性基得到该第二公钥对应的第二私钥。
示例性的，PLC设备a可以获取PLC网关b相关联的密文策略属性基，以得到用于加密对称密钥PDK的第二公钥PKb。然后，PLC网关b可以基于密文策略属性基得到该第二公钥PKb对应的第二私钥SKb，并基于SKb解密PDK的密文，得到PDK的明文，并基于PDK的明文解密网络识别码的密文，得到网络识别码的明文。
在一些可行的实现方式中，PLC设备和PLC网关之间可以基于口令认证密钥交换协议(password-based authenticated key exchange，PAKE)实现密钥协商，即认证请求消息还包括第一密钥协商参数。
以基于椭圆曲线为例，假设椭圆曲线Ep(x,y)的公共参数为p,G,x,y,p，其中，p为大素数、G为椭圆曲线的基点，G的阶为n。示例性的，对于PLC设备a，认证请求消息中可以包括第一密钥协商参数X，其中，X可以通过下述算法得到：
1、计算G＝f(πa)，其中函数f()可以自定义，例如f(x)＝x2；
2、生成随机数x_seed<n；
3、计算X＝x_seed×G mod n。
204、PLC网关基于认证请求消息验证PLC设备的合法性。
在一些可能的实现方式中，PLC网关可以基于预设的哈希函数对第一参数进行计算，得到第一哈希值。若第一哈希值与自验证设备标识相等，则第一设备确定第二设备通过认证。
方式一、
其中，若第一参数包括OTP和Ni，第一哈希值等于hashNi(OTP)，其中hash()表示所述预设的哈希函数。
示例性的，若认证请求消息是PLC设备a发送的，其自验证设备标识为SAIDa，是基于对称密钥的逻辑生成的，PLC网关可以验证hashN-i(OTP)＝SAIDa是否成立，若该等式成立，则认证通过，否则认证不通过。
需要说明的是，若中继设备接收到认证请求消息，认证请求消息包括{SAIDa,GW_IDb,N-i,OTP}或{SAIDa,GW_IDb,N-i,OTP,Rand C}，在中继设备转发认证请求消息之前，修改SAIDa、N-i或OTP中的任意一个或多个，上述等式都将不成立。也就是说，只要上述等式成立，则SAIDa、N-i或OTP中的任意一个均未被修改，从而防止PLC设备发送认证请求消息的过程受到中间人攻击。
方式二、
其中，第一参数为第一公钥，第一设备可以基于预设的哈希函数对第一公钥PKa进行计算，得到的值hash(PKa)作为第一哈希值，其中hash()表示预设的哈希函数。在一些可能的实现方式中，认证请求消息还可以包括第一签名Sig(Ska,M)，则第一设备可以基于第一公钥PKa对Sig(Ska,M)进行验证。若验证通过，则第一设备确定第二设备通过认证。
示例性的，若认证请求消息包括{SAIDa,GW_IDb,p,G,x,y,PKa,Sig(Ska,M)}或{SAIDa,GW_IDb,p,G,x,y,PKa,timestamp,Rand C,Sig(Ska,M)}，其中，Sig(Ska,M)＝(r,s)，M为认证请求消息中除了Sig(Ska,M)之外的所有信息。则PLC网关可以对签名Sig(Ska,M)进行验证，以验证认证请求消息的完整性，防止认证请求消息的所有信息都未被修改。
示例性的，PLC网关可以通过下述方式进行验证：1、计算z＝hash(M)；2、计算w＝s- 1mod n；3、计算u1＝zw mod n，u2＝rw mod n；4、计算X＝[x,y]＝u1×G+u2×PKa；5、计算v＝x mod n。若x＝r，则Sig(Ska,M)通过验证，说明认证请求消息未被修改；否则验证不通过，说明认证请求消息被修改过。
在对Sig(Ska,M)进行验证之前或之后，PLC网关可以确定SAIDa＝hash(PKa)是否成立,若该等式成立，则说明SAIDa和PKa是配套的，则认证通过，否则认证不通过。其中，hash()是预设的，对于PLC设备和PLC网关均使用相同的hash()。需要说明的是，若中继设备接收到认证请求消息，若中继设备转发认证请求消息之前，修改SAIDa或PKa中的任意一个或多个，上述等式都将不成立。也就是说，只要上述等式成立，则SAIDa或PKa中的任意一个或多个均未被修改，从而防止PLC设备发送认证请求消息的过程受到中间人攻击。
205、PLC网关基于认证请求消息获取解密网络识别码的密文，得到网络识别码的明文。
在一些可行的实现方式中，PLC网关可以获取PLC网关相关联的密文策略属性基，以得到第一私钥，并使用该第一私钥解密对称密钥的密文，得到对称密钥的明文，并基于对称密钥的明文解密网络识别码的密文，得到网络识别码的明文。而PLC网关之外的其他设备，由于未具有密文策略属性基，也没有对应的计算方法，无法获得第一私钥，即无法解密对称密钥的密文得到对称密钥的明文，也无法基于对称密钥的明文解密网络识别码的密文，从而实现了对网络识别码的明文的保密。也保证了在PLC设备的许可下(通过对称密钥的密文)，PLC网关才能获得网络识别码的明文。
示例性的，PLC网关b接收到认证请求消息后，认证请求消息中包括对称密钥PDKa的密文，然后PLC网关利用对应密文策略属性基得到第一私钥SKa，使用SKa解密PDKa的密文，得到PDKa的明文，再使用PDKa的明文对步骤202中获取的label(πa)进行解密，得到该PLC设备a对应的网络识别码的明文πa。
206、PLC网关基于第一密钥协商参数和网络识别码的明文生成会话密钥。
在一些可行的实现方式中，PLC设备和PLC网关之间可以基于口令认证密钥交换协议(password-based authenticated key exchange，PAKE)实现密钥协商。即认证响应消息中携带PLC网关计算得到的第二密钥协商参数Y。
首先，第二设备计算G＝f(πa)，其中，f()为自定义函数，πa为所述网络识别码的明文。然后，所述第二设备生成随机数x_seed<n，n为G的阶。接着，所述第二设备计算所述第一密钥协商参数X＝y_seed×G mod n。
示例性的，以椭圆曲线为例，假设椭圆曲线Ep(x,y)的公共参数为：p，G，x，y，p，其中，p为大素数、G为椭圆曲线的基点，G的阶为n。示例性的PLC网关b可以计算第二密钥协商参数Y，其中，Y可以通过下述算法得到：
1、计算G＝f(πa)，其中函数f()可以自定义，例如f(x)＝x3；
2、生成随机数y_seed<n；
3、计算Y＝y_seed×Ga mod n。
在一些可行的实现方式中，PLC设备和PLC网关之间可以基于PAKE实现密钥协商。PLC网关可以基于认证请求消息中的第一密钥协商参数X，计算得到对称的会话密钥keyab：
key ab＝X×y_seed mod n
从而完成在PLC设备侧与PLC网关之间的密钥协商。
207、PLC网关向PLC设备发送认证响应消息，认证响应消息包括第二参数。
在一些可行的实现方式中，认证响应消息可以包括：PLC设备的自验证设备标识、PLC网关的网关标识。在一些可行的实现方式中，认证响应消息还可以包括PLC设备的自验证设备标识、PLC网关的网关标识，以及下述任意一个或多个：第二公钥、第二哈希值(第二公钥、网络识别码的明文、随机函数中任意一个或多个的哈希值)、使用第二私钥对前述所有信息的签名。其中，第二参数第二哈希值。
示例性的，PLC网关b向PLC设备a发送的认证响应消息可以包括{SAIDa,GW_IDb}或{SAIDa,GW_IDb,hash(Q)}，其中，SAIDa为PLC设备a的SAID，GW IDb为PLC网关b的网关标识,Q可以为πa、PKa、Rand C中的一个或多个，πa为网络识别码的明文，PKb为第二公钥，Rand C用于生成随机数以防重放，hash(Q)为第二哈希值，HASH()为预设的哈希函数。
示例性的，PLC网关b向PLC设备a发送的认证响应消息可以包括{SAIDa,GW_IDb,hash(Q),Sig(SKb,M’)}、{SAIDa,GW_IDb,PKa,hash(Q)}或{SAIDa,GW_IDb,PKa,hash(Q),Sig(SKb,M’)}，其中，Q可以为πa、PKa、Rand C中的一个或多个，πa为网络识别码的明文，PKb为第二公钥，Rand C用于生成随机数以防重放，HASH()为预设的哈希函数，M’表示认证响应消息中除了签名以外的其他所有信息，Sig(SKb,M’)表示通过私钥对M’的签名。
在一些可能的实现方式中，PLC网关还可以为PLC设备分配设备在网标识，并使用会话密钥加密该设备在网标识，得到设备在网标识的明文。在认证响应消息中可以携带设备在网标识的密文，设备在网标识的密文由会话密钥加密所述设备在网标识的明文得到，设备在网标识为第一设备为第二设备分配的标识。
示例性的，PLC网关b为PLC设备a分配设备在网标识(Dev in-network ID’a)，通过会话密钥key ab加密Dev in-network ID’a的明文，得到Dev in-network ID’a的密文。
在一些可能的实现方式中，PLC网关可以在发送认证响应消息后，使用会话密钥加密设备在网标识的明文，得到设备在网标识的密文，再向PLC设备发送设备在网标识的密文，此处不做限定。
在一些可能的实现方式中，认证响应消息中携带第二密钥协商参数Y。
208、PLC设备基于认证响应消息验证PLC网关的合法性。
在一些可能的实现方式中，第二设备基于可以预设的哈希函数对网络识别码的明文进行计算，得到第三哈希值。若所述第三哈希值与所述第二哈希值相等，则所述第二设备确定所述第一设备通过认证。
在一些可行的实现方式中，若认证响应消息可以包括PLC设备的自验证设备标识和PLC网关的网关标识，则无需验证PLC网关的合法性。示例性的，PLC网关b向PLC设备a返回的认证响应消息包括{SAIDa,GW_IDb}，则PLC设备无需验证PLC网关的合法性。
在一些可行的实现方式中，若认证响应消息包括PLC设备的自验证设备标识、PLC网关的网关标识，以及下述任意一个或多个：第二公钥、第二哈希值(第二公钥、网络识别码的明文、随机函数的哈希值中的任意一个或多个)以及基于第二私钥对前述所有信息的签名。则PLC设备可以验证PLC网关的合法性。
示例性的，认证响应消息包括{SAIDa,GW_IDb,hash(Q)}或{SAIDa,GW_IDb,PKa，hash(Q)},其中，Q可以为预设的πa、PKa、Rand C中的一个或多个，πa为网络识别码的明文，PKb为第二公钥，Rand C用于生成随机数以防重放，HASH()为预设的哈希函数。当PLC设备接收到认证响应消息后，PLC设备可以基于预设的πa、PKa、Rand C中的一个或多个(设为Q’)计算得到第三哈希值hash(Q’)，若hash(Q’)＝hash(Q)，则确认PLC网关的合法性，否则认为PLC网关不合法。
示例性的，PLC网关b向PLC设备a返回的认证响应消息可以包括{SAIDa,GW_IDb,hash(Q),Sig(SKb,M’)}或{SAIDa,GW_IDb,PKa，hash(Q),Sig(SKb,M’)},其中，Q可以为预设的πa、PKa、Rand C中的一个或多个，πa为网络识别码的明文，PKb为第二公钥，Rand C用于生成随机数以防重放，HASH()为预设的哈希函数，M’表示认证响应消息中除了签名以外的其他所有信息，Sig(SKb,M’)表示通过私钥对M’的签名。
当PLC设备接收到认证响应消息后，PLC设备可以基于预设的πa、PKa、Rand C中的一个或多个(设为Q’)计算得到hash(Q’)，若hash(Q’)＝hash(Q)，则确认PLC网关的合法性，否则认为PLC网关不合法。
在一些可能的实现方式中，第二设备还可以基于第二公钥PKb对第二签名Sig(SKb,M’)进行验证。
示例性的，PLC设备还可以通过PKa对Sig(SKb,M’)进行验证，以验证M’的完整性。在一些可行的实现方式中，当M’的完整性和PLC网关的合法性均得到验证，即可认为该认证响应消息得到验证，则可以进一步执行后续的步骤209-210，否则认为该认证响应消息得不到验证，则不执行后续的步骤209-210。
209、PLC设备基于第二密钥协商参数和网络识别码的明文生成会话密钥。
首先，第二设备计算G＝f(πa)，其中，f2()为自定义函数，πa为网络识别码的明文。然后，第二设备生成随机数x_seed<n，n为G的阶。接着，第二设备计算会话密钥key ab＝Y×x_seed mod n，Y为第二密钥协商参数。
示例性的，以椭圆曲线为例，假设椭圆曲线Ep(x,y)的公共参数为：p,G,x,y，其中，p为大素数、G为椭圆曲线的基点，G的阶为n。
那么，PLC网关可以基于认证请求消息中的第一密钥协商参数Y，计算得到对称的会话密钥key ab：
key ab＝Y×x_seed mod n
从而完成在PLC设备侧的密钥协商。
210、PLC设备基于会话密钥解密设备在网标识的密文，得到设备在网标识的明文。
示例性的，PLC设备a接收到PLC网关b发送的Dev in-network ID’a的密文后，可以使用key ab解密该Dev in-network ID’a的密文，得到Dev in-network ID’a的明文，并将Dev in-network ID’a作为PLC设备在PLC域中的标识，并使用key ab用于与PLC网关进行通信。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
为便于更好的实施本申请实施例的上述方案，下面还提供用于实施上述方案的相关装置。
请参阅图3所示，本申请实施例提供的一种通信设备300，用作第一设备，可以包括：获取模块301，用于获取第二设备上的多功能语义设备标签，所述多功能语义设备标签包括自验证设备标识；收发模块302，用于接收所述第二设备发送的认证请求消息，所述认证请求消息包括第一参数；处理模块303，用于基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，得到第一哈希值；处理模块303，还用于若所述第一哈希值与所述自验证设备标识相等，则确定所述第二设备通过认证。
在一些可能的实现方式中，所述第一参数包括一次性密码OTP和正整数Ni，所述第一哈希值等于hashNi(OTP)，其中hash()表示所述预设的哈希函数。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一公钥Pka；处理模块303，还用于基于所述预设的哈希函数对所述PKa进行计算，得到的值hash(PKa)作为所述第一哈希值，其中hash()表示所述预设的哈希函数。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一签名Sig(Ska,M)；处理模块303，还用于基于所述第一公钥PKa对所述Sig(Ska,M)进行验证，若验证通过，则执行确定所述第二设备通过认证的步骤。
在一些可能的实现方式中，所述多功能语义设备标签还包括网络识别码的密文，所述认证请求消息还包括对称密钥的密文，处理模块，还用于基于预设的密文策略属性基确定第二私钥SKb；使用所述第二私钥解密所述对称密钥的密文，得到所述对称密钥的明文；基于所述对称密钥的明文解密所述网络识别码的密文，得到所述网络识别码的明文。
在一些可能的实现方式中，处理模块303，还用于基于所述预设的哈希函数对第二参数进行计算，得到第二哈希值，所述第二参数包括所述网络识别码的明文；收发模块303，还用于向所述第二设备发送认证响应消息，所述认证响应消息包括所述第二哈希值。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括第二公钥PKb和第二签名Sig(SKb,M’)，所述M’为所述认证请求消息中除了所述Sig(SKb,M’)之外所有信息，所述Sig(SKb,M’)表示基于第二私钥SKb对所述M’进行的签名，所述第二私钥SKb和所述第二公钥PKb为匹配的公私钥对。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一密钥协商参数，所述第一设备基于所述第一密钥协商参数和所述网络识别码的明文生成会话密钥，所述会话密钥用于与所述第二设备通信。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括第二密钥协商参数，处理模块303，用于基于所述网络识别码的明文生成所述第二密钥协商参数。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括设备在网标识的密文，所述设备在网标识的密文由所述会话密钥加密所述设备在网标识的明文得到，所述设备在网标识为所述第一设备为所述第二设备分配的标识。
请参阅图4所示，本申请实施例提供的一种通信设备400，用作第二设备，可以包括：处理模块401，用于生成相关联的自验证设备标识和第一参数，其中，基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，可得所述自验证设备标识；收发模块402，用于向所述第一设备发送认证请求消息，所述认证请求消息包括第一参数。
在一些可能的实现方式中，所述第一参数包括一次性密钥OTP和正整数Ni；处理模块401，还用于生成随机数ID_Seed并设置N，N为大于1的正整数；基于所述预设的哈希函数对所述ID_Seed进行N次迭代计算，得到的值作为所述自验证设备标识；基于所述预设的哈希函数对所述ID_Seed进行i次迭代计算，得到的值作为所述OTP，i为小于N的正整数，Ni＝N-i。
在一些可能的实现方式中，所述第一参数为第一公钥Pka，所述第一哈希值为hash(PKa)，其中hash()表示所述预设的哈希函数，所述第一公钥和第一私钥SKa为配对的公私钥对，所述第二设备具有所述第一私钥SKa。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一签名Sig(Ska,M)，所述M为所述认证请求消息中除了所述Sig(Ska,M)之外所有信息；处理模块401，还用于基于所述第一私钥SKa对所述M进行签名，得到所述第一签名Sig(Ska,M)。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括对称密钥的密文；该通信设备400还包括获取模块403，用于获取网络识别码的明文；处理模块401，还用于基于对称密钥的明文加密所述网络识别码的明文，得到所述网络识别码的密文；基于预设的密文策略属性基确定第二公钥PKb；使用所述第二公钥PKb加密所述对称密钥的明文，得到所述对称密钥的密文。
在一些可能的实现方式中，收发模块402，还用于接收所述第一设备发送的认证响应消息，所述认证响应消息包括第二哈希值；处理模块401，还用于基于所述预设的哈希函数对所述网络识别码的明文进行计算，得到第三哈希值；若所述第三哈希值与所述第二哈希值相等，则确定所述第一设备通过认证。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括所述第二公钥PKb和第二签名Sig(SKb,M’)，所述M’为所述认证请求消息中除了所述Sig(SKb,M’)之外所有信息，所述Sig(SKb,M’)表示基于第二私钥SKb对所述M’进行的签名；处理模块401，还用于基于所述第二公钥PKb对所述第二签名Sig(SKb,M’)进行验证；若验证通过，则执行确定所述第一设备通过认证的步骤。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括第二密钥协商参数；处理模块401，还用于基于所述第二密钥协商参数和所述网络识别码的明文生成会话密钥，所述会话密钥用于与所述第一设备通信。
在一些可能的实现方式中，所述认证请求消息还包括第一密钥协商参数；处理模块401，还用于基于所述网络识别码的明文生成所述第一密钥协商参数。
在一些可能的实现方式中，所述认证响应消息还包括设备在网标识的密文，所述设备在网标识的密文由所述会话密钥加密所述设备在网标识的明文得到，所述设备在网标识为所述第一设备为所述第二设备分配的标识；处理模块401，还用于基于所述会话密钥解密所述设备在网标识的密文，得到所述设备在网标识的明文。
请参阅图5所示，本申请实施例提供的一种通信系统500，包括第一设备510和第二设备520。其中，第一设备510，用于获取第二设备520上的多功能语义设备标签，所述多功能语义设备标签包括自验证设备标识；第二设备520，用于生成相关联的自验证设备标识和第一参数，其中，基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，可得所述自验证设备标识；所述第二设备520，还用于向所述第一设备510发送认证请求消息，所述认证请求消息包括第一参数；所述第一设备510，还用于基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，得到第一哈希值；所述第一设备510，还用于若所述第一哈希值与所述自验证设备标识相等，则确定所述第二设备520通过认证。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本申请方法实施例相同，具体内容可参见本申请前述所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储有程序，该程序执行包括上述方法实施例中记载的部分或全部步骤。
接下来介绍本申请实施例提供的另一种通信装置，请参阅图6所示，通信装置600包括：接收器601、发射器602、处理器603和存储器604。在本申请的一些实施例中，接收器601、发射器602、处理器603和存储器604可通过总线或其它方式连接，其中，图6中以通过总线连接为例。
存储器604可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器603提供指令和数据。存储器604的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(non-volatile randomaccess memory，NVRAM)。存储器604存储有操作系统和操作指令、可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集，其中，操作指令可包括各种操作指令，用于实现各种操作。操作系统可包括各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
处理器603控制通信装置600的操作，处理器603还可以称为中央处理单元(central processing unit，CPU)。具体的应用中，通信装置600的各个组件通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都称为总线系统。
上述本申请实施例揭示的方法可以应用于处理器603中，或者由处理器603实现。处理器603可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器603中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器603可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器604，处理器603读取存储器604中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
接收器601可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与相关设置以及功能控制有关的信号输入，发射器602可包括显示屏等显示设备，发射器602可用于通过外接接口输出数字或字符信息。
本申请实施例中，处理器603，用于执行前述的设备认证方法。
在另一种可能的设计中，当通信设备300、通信设备400或通信装置600为芯片时，包括：处理单元和通信单元，所述处理单元例如可以是处理器，所述通信单元例如可以是输入/输出接口、管脚或电路等。该处理单元可执行存储单元存储的计算机执行指令，以使该终端内的芯片执行上述第一方面任意一项的无线报告信息的发送方法。可选地，所述存储单元为所述芯片内的存储单元，如寄存器、缓存等，所述存储单元还可以是所述终端内的位于所述芯片外部的存储单元，如只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)等。
其中，上述任一处提到的处理器，可以是一个通用中央处理器，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制上述方法的程序执行的集成电路。
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本申请提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本申请而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

Claims (28)

1.一种设备认证方法，其特征在于，包括：
第一设备获取第二设备上的多功能语义设备标签，所述多功能语义设备标签包括自验证设备标识；
所述第一设备接收所述第二设备发送的认证请求消息，所述认证请求消息包括第一参数；
所述第一设备基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，得到第一哈希值；
若所述第一哈希值与所述自验证设备标识相等，则所述第一设备确定所述第二设备通过认证。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一参数包括一次性密码OTP和正整数Ni，所述第一哈希值等于hashNi(OTP)，其中hash()表示所述预设的哈希函数。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一参数为第一公钥PKa，所述第一哈希值为hash(PKa)，其中hash()表示所述预设的哈希函数。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述认证请求消息还包括第一签名，所述第一设备确定所述第二设备通过认证之前，所述方法还包括：
所述第一设备基于所述第一公钥PKa对所述第一签名进行验证；
若验证通过，则执行所述第一设备确定所述第二设备通过认证的步骤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述方法，其特征在于，所述多功能语义设备标签还包括网络识别码的密文，所述认证请求消息还包括对称密钥的密文，所述方法还包括：
所述第一设备基于预设的密文策略属性基确定第二私钥SKb；
所述第一设备使用所述第二私钥SKb解密所述对称密钥的密文，得到所述对称密钥的明文；
所述第一设备基于所述对称密钥的明文解密所述网络识别码的密文，得到所述网络识别码的明文。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一设备基于所述预设的哈希函数对第二参数进行计算，得到第二哈希值，所述第二参数包括所述网络识别码的明文；
所述第一设备向所述第二设备发送认证响应消息，所述认证响应消息包括所述第二哈希值。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述认证响应消息还包括第二公钥PKb和第二签名Sig(SKb,M’)，所述M’为所述认证请求消息中除了所述Sig(SKb,M’)之外所有信息，所述Sig(SKb,M’)表示基于第二私钥SKb对所述M’进行的签名，所述第二私钥SKb和所述第二公钥PKb为匹配的公私钥对。
8.根据权利要求5-7中任一项所述方法，其特征在于，所述认证请求消息还包括第一密钥协商参数，所述方法还包括：
所述第一设备基于所述第一密钥协商参数和所述网络识别码的明文生成会话密钥，所述会话密钥用于与所述第二设备通信。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述认证响应消息还包括第二密钥协商参数，所述方法还包括：
所述第一设备基于所述网络识别码的明文生成所述第二密钥协商参数。
10.根据权利要求8或9所述方法，其特征在于，所述认证响应消息还包括设备在网标识的密文，所述设备在网标识的密文由所述会话密钥加密所述设备在网标识的明文得到，所述设备在网标识为所述第一设备为所述第二设备分配的标识。
11.一种设备认证方法，其特征在于，包括：
第二设备生成相关联的自验证设备标识和第一参数，其中，基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算可得所述自验证设备标识；
所述第二设备向所述第一设备发送认证请求消息，所述认证请求消息包括第一参数。
12.根据权利要求11所述方法，其特征在于，所述第一参数包括一次性密钥OTP和正整数Ni，所述第二设备生成相关联的自验证设备标识和第一参数包括：
所述第二设备生成随机数ID_Seed并设置N，N为大于1的正整数；
所述第二设备基于所述预设的哈希函数对所述ID_Seed进行N次迭代计算，得到的值作为所述自验证设备标识；
所述第二设备基于所述预设的哈希函数对所述ID_Seed进行i次迭代计算，得到的值作为所述OTP，i为小于N的正整数，Ni＝N-i。
13.根据权利要求11所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第二设备生成第一公钥PKa和第一私钥SKa，以所述第一公钥PKa作为所述第一参数，所述第一公钥PKa和所述第一私钥SKa为匹配的公私钥对；
所述第二设备基于所述预设的哈希函数对所述第一公钥PKa进行计算，得到的值作为所述自验证设备标识。
14.根据权利要求13所述方法，其特征在于，所述认证请求消息还包括第一签名Sig(Ska,M)，所述第一签名Sig(Ska,M)为对使用所述第一私钥Ska对M进行前面得到，所述M为所述认证请求消息中除了所述Sig(Ska,M)之外所有信息。
15.根据权利要求11-14中任一项所述方法，其特征在于，所述认证请求消息还包括对称密钥的密文，所述方法还包括：
所述第二设备获取网络识别码的明文；
所述第二设备基于所述对称密钥的明文加密所述网络识别码的明文，得到所述网络识别码的密文；
所述第二设备基于预设的密文策略属性基确定第二公钥PKb；
所述第二设备使用所述第二公钥PKb加密所述对称密钥的明文，得到所述对称密钥的密文。
16.根据权利要求15所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第二设备接收所述第一设备发送的认证响应消息，所述认证响应消息包括第二哈希值；
所述第二设备基于所述预设的哈希函数对所述网络识别码的明文进行计算，得到第三哈希值；
若所述第三哈希值与所述第二哈希值相等，则所述第二设备确定所述第一设备通过认证。
17.根据权利要求16所述方法，其特征在于，所述认证响应消息还包括所述第二公钥PKb和第二签名Sig(SKb,M’)，所述M’为所述认证请求消息中除了所述Sig(SKb,M’)之外所有信息，所述Sig(SKb,M’)表示基于第二私钥SKb对所述M’进行的签名，所述私钥SKb和所述第二公钥PKb为配对的公私钥对；
所述第二设备确定所述第一设备通过认证之前，还包括：
所述第二设备基于所述第二公钥PKb对所述第二签名Sig(SKb,M’)进行验证；
若验证通过，则执行所述第二设备确定所述第一设备通过认证的步骤。
18.根据权利要求15-17中任一项所述方法，其特征在于，所述认证响应消息还包括第二密钥协商参数，所述方法还包括：
所述第二设备基于所述第二密钥协商参数和所述网络识别码的明文生成会话密钥，所述会话密钥用于与所述第一设备通信。
19.根据权利要求17或18所述方法，其特征在于，所述认证请求消息还包括第一密钥协商参数，所述方法还包括：
所述第二设备基于所述网络识别码的明文生成所述第一密钥协商参数。
20.根据权利要求18或19所述方法，其特征在于，所述认证响应消息还包括设备在网标识的密文，所述设备在网标识的密文由所述会话密钥加密所述设备在网标识的明文得到，所述设备在网标识为所述第一设备为所述第二设备分配的标识；
所述第二设备基于所述第二密钥协商参数和所述网络识别码的明文生成会话密钥之后，还包括：
所述第二设备基于所述会话密钥解密所述设备在网标识的密文，得到所述设备在网标识的明文。
21.一种设备认证方法，其特征在于，包括：
第一设备获取第二设备上的多功能语义设备标签，所述多功能语义设备标签包括自验证设备标识；
第二设备生成相关联的自验证设备标识和第一参数，其中，基于预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，可得所述自验证设备标识；
所述第二设备向所述第一设备发送认证请求消息，所述认证请求消息包括第一参数；
所述第一设备基于所述预设的哈希函数对所述第一参数进行计算，得到第一哈希值；
若所述第一哈希值与所述自验证设备标识相等，则所述第一设备确定所述第二设备通过认证。
22.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备用于执行前述权利要求1-10中任一项中所述第一设备所执行的方法。
23.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备用于执行前述权利要求11-20中任一项中所述第一设备所执行的方法。
24.一种通信系统，其特征在于，包括：第一设备和第二设备，其中，
所述第一设备用于执行前述权利要求1-10中任一项所述的方法；
所述第二设备用于执行前述权利要求11-20中任一项所述的方法。
25.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质存储有程序，所述程序使得计算机设备执行如权利要求1-20中任一项所述的方法。
26.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机执行指令，所述计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中；设备的至少一个处理器从所述计算机可读存储介质中读取所述计算机执行指令，所述至少一个处理器执行所述计算机执行指令使得所述设备执行如权利要求1-20中任一项所述的方法。
27.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括至少一个处理器、存储器和通信接口；
所述至少一个处理器与所述存储器和所述通信接口耦合；
所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，所述通信接口用于在所述至少一个处理器的控制下与其他通信装置进行通信；
所述指令在被所述至少一个处理器执行时，使所述至少一个处理器执行如权利要求1-20中任一项所述的方法。
28.一种芯片系统，其特征在于，所述芯片系统包括处理器和存储器，所述存储器和所述处理器通过线路互联，所述存储器中存储有指令，所述处理器用于执行如权利要求1-20中任一项所述的方法。
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