CN1549494A - 一种实现用户认证的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现用户认证的方法，应用于至少包括IS95/CDMA2000 1x网络的多模网络中，该方法包括：A.预先设置支持客户端与认证点使用用户身份标识模块(UIM)进行认证的扩展认证(EAP)协议，所述认证点为多模网络中的非IS95/CDMA2000 1x网络；B.客户端利用UIM中的用户信息作为用户身份标识，与所述认证点进行EAP－UIM认证。本发明通过扩展EAP认证协议，实现利用IS95/CDMA2000 1x网络对非IS95/CDMA2000 1x网络对用户进行认证，该方法可以减少成本投资、认证安全、维护方便。

Description

一种实现用户认证的方法
技术领域
本发明涉及用户与网络间的认证技术，特别是指至少包括IS95/CDMA2000 1x网络的多模网络中，利用IS95/CDMA2000 1x网络对多模网络中的非IS95/CDMA2000 1x网络用户进行认证的方法。
背景技术
RFC2284文档中定义了一种点对点(PPP)协议的扩展认证协议，即扩展认证(EAP)协议。该协议可以在EAP协议基础上进行扩充，承载其他的认证机制，并且提供端到端的认证方式，中间设备不需要采用具体的认证机制。详细的说，就是在认证客户端和认证服务器之间进行认证时，可以采取双方承载在EAP协议之上的认证机制，不需要中间设备来支持。根据不同的承载类型，EAP认证协议定义不同。比如，EAP认证协议承载在PPP协议上，称为EAPoPPP；EAP认证协议承载在远端接入拨号用户服务(RADIUS)协议上，称为EAPoRadius；EAP认证协议用在802.1x协议上，称为EAPoL。
如图1所示，EAP认证协议报文包括报文代码(Code)、标识符(Identifier)、长度(Length)、数据(Data)、类型(Type)四个域。其中Data域又包括类型(Type)和数据类型(TypeData)两部分，传输时各域从左到右依次传输。
    类型值     含义
    1     Request
    2     Response
    3     Success
    4     Failure
                           表1
Code域占一个字节，用于标识EAP报文的类型。如表1所示，该域有四种取值，取1表示请求(Request)域，取2表示回应(Response)域，取3表示成功(Success)域，取4表示失败(Failure)域。
Identifier域占一个字节，用来匹配Request报文和Response报文。
Length域占两个字节，用于表示EAP报文的长度，其包括Code、Identifier、Length和Data四个域。
Data域占用零个或多个字节，该域采用与Code域类型值相关的格式。
Type域占一个字节，主要定义了各种认证机制。Type域只在Request和Response报文中出现。在RFC 2284中，Type可以为标识(Identity)、通知(Notification)、拒绝(Nak)、MD5挑战(MD5-Challenge)、一次性密码(One-Time Password)、智能卡(Generic Token Card)六种类型。
参见表2所示，类型值取为1表示Identity；类型值为2表示Notification；类型值为3表示Nak；类型值为4表示MD5-Challenge；类型值为5表示One-Time Password；类型值为6表示Generic Token Card。并且，类型值1、2、4、5、6适用于Requset和Respone报文，类型值3只适用于Response报文。
Identity用于查询用户的身份，每一个Identity类型的Request请求报文必须对应一个Identity类型的Response响应报文。
Notification用于由设备端向客户端发送一条可显示的消息。客户端应该将这条消息显示给用户，如果无法显示，则记入日志。每一个Notification类型的Request请求报文必须对应一个Notification类型的Response响应报文。
Nak仅适用于Response响应报文。当Request请求报文中期望的认证机制不被接受时，应该发送Nak类型的Response响应报文。
MD5-Challenge与CHAP协议中的MD5类似。MD5-Challenge类型的Request请求报文中包含了Challenge消息。每一个MD5-Challenge类型的Request请求报文必须对应一个MD5-Challenge类型或者Nak类型的Response响应报文。
One-Time Password类型的Request请求报文包含一个OTP Challenge。每一个One-Time Password类型的Request请求报文必须对应一个One-TimePassword类型或者Nak类型的Response响应报文。
Generic Token Card类型是为要求用户输入各种Token Card信息而定义的。Generic Token Card类型的Request请求报文中包含一条ASCII文本消息，对应的Generic Token Card类型的Response响应报文中包含认证所必需的相关Token Card信息。通常这些信息由用户从Token Card设备读取并以ACSII文本进行输入。
    取值     含义
    1     Identity
    2     Notification
    3     Nak
    4     MD5-Challenge
    5     One-Time Password
    6     Generic Token Card
               表2
TypeData，该域占用零个或多个字节，采用与Type域的类型值相关的格式。
对于CDMA IS95/CDMA 2000 1x网络中的用户，客户端与认证点之间是网络侧的移动交换中心(MSC)/拜访位置寄存器(VLR)和介质访问寄存器(HLR)/鉴权中心(AC)共同完成认证。共享秘密数据(SSD)作为认证输入参数之一保存在终端和HLR/AC中，在终端和HLR/AC中保存相同的(密码)A-key，专用于更新SSD。当需要认证时，以SSD、随机数、(电子串号)ESN、移动台识别号(MIN)等参数通过蜂窝认证和语音加密(CAVE)算法计算出认证结果，并由MSC/VLR或HLR/AC比较认证结果是否一致，如果不一致，系统将会发起SSD更新，在SSD更新成功之后，即终端侧和网络侧的SSD保持一致，下次接入时，用户终端使用SSD计算出的认证结果应与HLR/AC中计算出来的认证结果一致，认证才能成功。
目前，随着市场经济以及科学技术的发展，越来越多的运营商需要同时经营多种网络。比如，具有IS95/CDMA2000 1x网络的运营商想继续将自己的业务扩展到CDMA2000 1xDO网络，WLAN网络的运营商也想将业务扩展到CDMA2000 1xDO网络。而在CDMA2000 1xDO网络中，要建立专门的AN认证、授权和计费服务器(AAA)进行认证。这种认证方式，对于同时拥有多种码分多址(CDMA)网络的用户，需要在HLR和AN AAA两个地方开户，认证方式不统一，维护不方便，不利于统一运营；而且，还需要再组建AN AAA的全国专用网络进行认证，建网成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种实现用户认证的方法，使其在至少包括IS95/CDMA2000 1x网络的多模网络中实现对用户的认证，且成本低、维护方便。
一种实现用户认证的方法，应用于至少包括IS95/CDMA2000 1x网络的多模网络中，该方法包括：
A.预先设置支持客户端与认证点使用用户身份标识模块(UIM)进行认证的EAP协议，所述认证点为多模网络中的非IS95/CDMA2000 1x网络；
B.客户端利用UIM中的用户信息作为用户身份标识，与所述认证点进行EAP-UIM认证。
步骤A中所述EAP协议设置为报文代码(Code)、标识符(Identifier)、长度(Length)、数据(Data)，所述Data又进一步包括类型(Type)和数据类型(TypeData)。
所述Type设置为包括Identity、Notification、Nak、MD5-Challenge、One-Time Password、Generic Token Card、UIM七种类型。
利用1～6取值分别与设置的Type类型相对应，Type类型为UIM，取值为大于6的任意值。
所述TypeData设置为包括Type、Length和Data三个域。
所述的Type、Length和Data大于等于1小于等于255的值，且Type、Length和Data取值不相等。
所述步骤B进一步包括：
B1、客户端将用户身份标识发送至认证点；
B2、认证点根据用户身份标识产生一个对客户端进行认证的随机数，并且根据该随机数及认证点含有的共享秘密数据(SSD)计算出对应的第一鉴权数，形成一个鉴权集；
B3、客户端根据所述随机数及客户端的SSD计算出对应的第二鉴权数；
B4、认证点比较第一鉴权数与第二鉴权数是否一致，如果一致，则认证成功，否则，认证失败。
步骤B1进一步包括：
B11、认证点向客户端发送客户端请求用户身份标识(EAP-Request/Identity)报文，要求客户端送上自己的身份标识；
B12、客户端将用户身份标识通过标识回应(EAP-Response/Identity)报文发送给认证点；
B13、认证点收到EAP-Response/Identity报文后，向客户端发送EAP-UIM认证协议开始请求(EAP-Request/UIM/Start)报文，开始进行EAP-UIM认证；
B14、客户端收到EAP-Request/UIM/Start报文后，给认证点发送EAP-UIM认证协议开始回应(EAP-Response/UIM/Start)报文。
步骤B14进一步包括：
认证点收到EAP-Response/UIM/Start报文后，向客户端发送EAP-UIM认证协议认证请求(EAP-Request/UIM/Challenge)报文，把从认证服务器获得的随机数发送给客户端。
步骤B3进一步包括：客户端将自身计算出的第二鉴权数通过EAP-UIM认证协议认证回应(EAP-Response/UIM/Challenge)报文发送给认证点。
在认证失败后，该方法进一步包括：
E.更新客户端与认证服务器中的SSD，保证两端SSD相等，然后再返回步骤B执行。
本发明通过扩展EAP认证协议，实现利用IS95/CDMA2000 1x网络对非IS95/CDMA2000 1x网络对用户进行认证，该方法可以减少成本投资、认证安全、维护方便。
附图说明
图1现有技术中EAP协议报文格式示意图；
图2为实现本发明方法的流程示意图；
图3为本发明进行首次认证的具体实施例的流程示意图；
图4为本发明进行一次认证的具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
本发明的核心内容是：通过进一步扩展EAP认证协议，利用IS95/CDMA2000 1x网络中的UIM对非IS95/CDMA2000 1x网络用户进行认证。用户身份识别模块(UIM)不仅用在CDMA IS95和CDMA 20001x网络中，还可以用在其他网络中，如WLAN网络、CDMA EVDO网络中。当其用在这些网络中时，需要有一种认证协议能够承载它的认证机制。
实现本发明的组网结构包括客户端、认证点和认证服务器。需要说明的是，认证服务器表示是在网络侧能够终结EAP协议，和认证点之间通过AAA协议进行通讯，如通过Radius协议进行通讯；并且认证服务器能够与CDMA网络之间进行通讯，能够从CDMA网络的HLR中获取鉴权集；认证点和认证服务器之间可以通过现有的AAA通讯协议如Radius协议进行通讯；客户端指包含了UIM模块的终端，其包括两种情况，一种是终端和UIM模块不分离，即通常说的机卡不分离情况；另一种是指终端和UIM模块分离，两者之间通过相关接口进行通讯，即通常的机卡分离状态。
参见图2所示，实现本发明的方法包括以下步骤：
步骤201、预先设置支持客户端与认证点使用UIM进行认证的EAP协议；
步骤202、客户端利用UIM中的用户信息作为用户身份标识，与认证点开始进行EAP-UIM认证；
步骤203、认证点根据用户身份标识产生一个对用户终端进行认证的随机数，并且根据该随机数及认证点含有的SSD计算出对应的第一鉴权数，形成一个鉴权集；
步骤204、客户端根据所述随机数及客户端的SSD计算出对应的第二鉴权数；
步骤205、认证点比较第一鉴权数与第二鉴权数是否一致，如果一致，则认证成功，否则，认证失败。
下面结合附图和具体实施例详细说明本发明的技术方案。
本发明是在EAP认证协议上进行扩展，生成一种新的认证协议EAP-UIM。本发明的认证协议格式包括Code、Identifier、Length、Data四部分，其中，Data包括Type和TypeData两部分，这与现有技术相同。但是其中Type参数和TypeData参数与现有技术不同。
进一步的说，就是在现有技术中EAP协议的TYPE域中，进一步增加一种新类型UIM，其值可以为大于6的值，该类型可以适用于Requset和Respone报文。比如，定义TYPE域为31，表示采用EAP-UIM协议的报文类型。
TYPE-DATA域包括Type、Length、Value三部分。TYPE域用于表示EAP-UIM协议的报文类型，该域可以在1到255之间任意取值。参见表3所示，本实施例中规定为三种类型值；Length域用于说明EAP-UIM报文的长度，具体包括Type、Length和Data域的长度；Value域采用与Type域的类型值相关的格式。
    取值     类型
    11     Start
    12     Challenge
    13     Update
             表3
需要说明的是，利用UIM来对用户进行认证时，与现有技术中CDMAIS95/CDMA 2000 1x网络中的用户进行认证一样，首次认证中第一次认证会出现失败，这主要由于用户终端侧与网络侧中的SSD不一致导致，所以在认证失败后，需要进行SSD更新操作，以使两端的SSD一致。
参见图3所示，用户进行首次认证的具体过程如下：
步骤301、认证点向客户端发送客户端请求用户身份标识(EAP-Request/Identity)报文，要求客户端送上自己的身份标识；
步骤302、客户端获取UIM里保存的身份信息，将该身份信息作为用户身份标识，并通过回应用户身份标识(EAP-Response/Identity)报文将所述用户身份标识发送给认证点；
步骤303、认证点收到EAP-Response/Identity报文后，向客户端发送EAP-UIM认证协议开始请求(EAP-Request/UIM/Start)报文，开始进行EAP-UIM认证协议的过程；这里，认证点采用扩展后的协议请求得到用户标识，以下步骤中，也将采用扩展后的协议中的TYPE、TYPEDATE参数来传送客户端与认证点之间EAP-UIM认证信息。
步骤304、客户端收到EAP-Request/UIM/Start报文后，给认证点回一个EAP-UIM认证协议开始回应(EAP-Response/UIM/Start)报文；
步骤305、认证点收到EAP-Response/UIM/Start后，通过与认证服务器交换得到一个随机数(rand)及其对应的第二鉴权数(AUTH2)的鉴权集，然后向客户端发送EAP-UIM认证协议认证请求(EAP-Request/UIM/Challenge)报文，其中含有随机数；这里，认证服务器得到一个鉴权集的过程是这样：根据用户身份标识产生一个随机数，并根据网络侧保存的SSD进行计算得出对应的第二鉴权数；
步骤306、客户端收到EAP-Request/UIM/Challenge报文后，将Rand和UIM里保存的SSD进行加密后，得到第一鉴权数(AUTH1)，再通过EAP-UIM认证协议更新回应报文(EAP-Response/UIM/Challenge)发送给认证点，报文中携带AUTH1；
步骤307、认证点收到EAP-Response/UIM/Challenge报文后，将接收到的报文通过和认证服务器之间的AAA通讯协议发送给认证服务器，认证服务器对AUTH1和自己保存的AUTH2进行比较，如果一致，则通知认证点成功，否则，认证失败，然后认证点判断是否需要进行Update流程，如果需要，则开始进行Update流程，更新SSD，执行步骤308，否则，认证失败，跳出；
步骤308、认证点获取SSD认证随机数(RANDSSD)及其对应的鉴权数，该鉴权数为根据网络侧和RANDSSD计算出，然后认证点向客户端发送EAP-UIM认证协议更新回应报文(EAP-Request/UIM/Update)报文，其中含有SSD认证随机数(RANDSSD)；
步骤309、客户端在收到EAP-Request/UIM/Update报文后，根据RANDSSD和客户端保存的SSD计算得出对应的鉴权数，向认证点发送EAP-UIM认证协议认证回应(EAP-Respnse/UIM/Challenge)报文，其中含有客户端计算得出鉴权数；
步骤310、认证点收到EAP-Respnse/UIM/Challenge报文后，判断网络侧与客户端计算出的鉴权数是否一致，如果一致，则给客户端回一个EAP-UIM认证协议认证请求(EAP-Request/UIM/Challenge)报文，否则，SSD更新失败；
步骤311、客户端收到EAP-Request/UIM/Challenge后，更新自身的SSD，将计算出的SSD通过EAP-Response/UIM/Update报文发送给认证点；
步骤312、认证点收到EAP-Response/UIM/Update后，更新网络侧的SSD，判断SSD是否更新完毕，如果更新完毕，结束Update流程，向客户端发送EAP-Request/UIM/Challenge报文，重新进行认证；
步骤313、客户端收到EAP-Request/UIM/Challenge报文后，给认证点回一个EAP-Response/UIM/Challenge报文；
步骤314、认证点根据EAP-Response/UIM/Challenge判断认证成功后，给客户端发送EAP-Success报文；
在首次认证进行SSD更新后，由于已确保了客户端和认证点的SSD一致，所以之后的认证过程就只有认证流程。参见图4所示，非首次认证的认证过程如下：
步骤401、认证点向客户端发送EAP-Request/Identity报文，要求客户端送上自己的身份标识；
步骤402、客户端收到EAP-Request/Identity报文后，将UIM里保存的身份信息作为用户身份标识，并通过EAP-Response/Identity报文将用户身份标识发送给认证点；
步骤403、认证点收到EAP-Response/Identity报文后，向客户端发送EAP-Request/UIM/Start报文，开始进行EAP-UIM认证协议的过程；
步骤404、客户端收到EAP-Request/UIM/Start报文后，给认证点回一个EAP-Response/UIM/Start报文；
步骤405、认证点收到EAP-Response/UIM/Start报文后，从认证服务器处获得的Rand及对应的第二鉴权数(AUTH2)，然后通过EAP-Request/UIM/Challenge报文将Rand发送给客户端；这里第二鉴权数是根据随机数及网络侧保存的SSD进行计算获得；
步骤406、客户端收到EAP-Request/UIM/Challenge报文后，将Rand和UIM里保存的密码进行加密后，得到AUTH1，客户端再通过EAP-Response/UIM/Challenge报文发送给认证点，其中报文中携带AUTH1；
步骤407、认证点收到EAP-Response/UIM/Challenge报文后，将接收到的报文通过和认证服务器之间的AAA通讯协议发送至认证服务器，认证服务器对AUTH1和自己保存的AUTH2进行比较，如果一致，则通知认证点成功，然后认证点再向客户端发送EAP-Success报文，通知客户端认证成功。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (11)

1、一种实现用户认证的方法，应用于至少包括IS95/CDMA2000 1x网络的多模网络中，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A.预先设置支持客户端与认证点使用用户身份标识模块(UIM)进行认证的扩展认证(EAP)协议，所述认证点为多模网络中的非IS95/CDMA20001x网络；
B.客户端利用UIM中的用户信息作为用户身份标识，与所述认证点进行EAP-UIM认证。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中所述EAP协议设置为报文代码(Code)、标识符(Identifier)、长度(Length)、数据(Data)，所述Data又进一步包括类型(Type)和数据类型(TypeData)。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Type设置为包括标识(Identity)、通知(Notification)、拒绝(Nak)、MD5挑战(MD5-Challenge)、一次性密码(One-Time Password)、智能卡(Generic Token Card)、用户身份标识模块(UIM)七种类型。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用1～6取值分别与设置的Type类型相对应，Type类型为UIM，取值为大于6的任意值。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述TypeData设置为包括Type、Length和Data三个域。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的Type、Length和Data大于等于1小于等于255的值，且Type、Length和Data取值不相等。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：
B1、客户端将用户身份标识发送至认证点；
B2、认证点根据用户身份标识产生一个对客户端进行认证的随机数，并且根据该随机数及认证点含有的共享秘密数据(SSD)计算出对应的第一鉴权数，形成一个鉴权集；
B3、客户端根据所述随机数及客户端的SSD计算出对应的第二鉴权数；
B4、认证点比较第一鉴权数与第二鉴权数是否一致，如果一致，则认证成功，否则，认证失败。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B1进一步包括：
B11、认证点向客户端发送客户端请求用户身份标识(EAP-Request/Identity)报文，要求客户端送上自己的身份标识；
B12、客户端将用户身份标识通过标识回应(EAP-Response/Identity)报文发送给认证点；
B13、认证点收到EAP-Response/Identity报文后，向客户端发送EAP-UIM认证协议开始请求(EAP-Request/UIM/Start)报文，开始进行EAP-UIM认证；
B14、客户端收到EAP-Request/UIM/Start报文后，给认证点发送EAP-UIM认证协议开始回应(EAP-Response/UIM/Start)报文。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤B14进一步包括：
认证点收到EAP-Response/UIM/Start报文后，向客户端发送EAP-UIM认证协议认证请求(EAP-Request/UIM/Challenge)报文，把从认证服务器获得的随机数发送给客户端。
10、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B3进一步包括：客户端将自身计算出的第二鉴权数通过EAP-UIM认证协议认证回应(EAP-Response/UIM/Challenge)报文发送给认证点。
11、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在认证失败后，该方法进一步包括：
E.更新客户端与认证服务器中的SSD，保证两端SSD相等，然后再返回步骤B执行。
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