CN1870500A - 非ims终端应用增强型通用鉴权架构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非IMS终端通过IMS终端代理应用增强型通用鉴权架构的方法。该方法包括如下步骤：步骤a，非IMS终端发送不带GBA参数的应用请求消息给NAF，以及NAF响应该应用请求消息，指示非IMS终端先和引导服务功能实体执行鉴权处理，非IMS终端向IMS终端代理发送GBA请求消息。步骤b，IMS终端代理在接收到非IMS终端的GBA请求信息后，查询一关系映射表，获取该非IMS终端的设备标识，该关系映射表存储非IMS终端的标识信息与非IMS终端的设备标识的对应关系，该GBA请求信息包括非IMS终端的标识信息以及要访问的NAF的标识。步骤c，IMS终端代理为非IMS终端生成与所述设备标识相关的衍生密钥，步骤d，引导服务功能实体为NAF生成衍生密钥，其与步骤c中生成的衍生密钥相同。

Description

非IMS终端应用增强型通用鉴权架构的方法

技术领域

本发明涉及第三代移动通信领域，特别涉及一种扩展通用鉴权架构的方法。

背景技术

3GPP(第三代移动通信系统)中定义了一种通用鉴权框架(GBA)。如图1所示，通用鉴权框架通常由IMS(IP多媒体业务子系统)用户(UE)、引导服务功能实体(BSF)、用户归属网络服务器(HSS)、用户定位功能实体(SLF)和网络业务应用实体(NAF)组成。UE和BSF通过Ub接口连接，BSF和NAF通过Zn接口连接，UE和NAF通过Ua接口连接，SLF和BSF通过Dz接口连接，BSF和HSS通过Zh接口连接。BSF用于与UE进行互验证身份，同时生成BSF与用户的共享密钥Ks；HSS中存储用于描述用户信息的签约文件，同时HSS还兼有产生鉴权信息的功能。SLF用于当存在多个HSS时，协助BSF查找相应的HSS。NAF用于为UE提供网络业务。

当用户UE第一次向NAF发出应用请求时，不知道NAF是否需要GBA过程，就不携带GBA参数。如果NAF要求进行初始的GBA过程，则在发给UE的响应消息中会告诉UE进行GBA过程。

当用户UE需要使用某种业务时，如果用户知道该业务需要到BSF进行互鉴权过程，则直接发送鉴权请求到BSF进行互鉴权。否则，用户会首先和该业务对应的NAF联系，如果该NAF使用GBA通用鉴权框架，并且发现该用户还未到BSF进行互认证过程，NAF则通知该用户到BSF进行互鉴权以验证身份。

参照图2，描述UE和BSF执行互鉴权的流程。

首先，在步骤710中，UE向BSF发送GBA请求消息，该GBA请求消息包括该用户的标识。

接着，进入步骤720中，BSF向HSS获取认证向量，BSF通过与HSS的交互获取该UE的鉴权向量信息，如AUTN、RAND、IK(加密密钥)、CK(完整性密钥)以及XRES等。

接着，进入步骤730，BSF向UE返回挑战响应消息，该消息中包含AUTN、RAND。具体地说，BSF在接收到UE的鉴权向量信息后，将鉴权向量信息中的AUTN和RAND，一并携带在挑战响应消息中，并将该消息返回给UE。其中，AUTN用于验证BSF的身份，RAND用于使UE获取与BSF侧相同的IK和CK。

接着，进入步骤740，UE通过运行AKA算法，检查AUTN的有效性以鉴权网络，得到IK和CK，并生成RES(鉴权响应值)。具体地说，UE在接收到BSF返回的挑战响应消息后，通过对其中AUTN的有效性检查验证对端BSF的身份，根据其中的RAND计算得到与BSF侧相同的IK和CK，并生成RES。

接着，进入步骤750，UE再次向BSF发送GBA请求消息，并在该消息中携带RES。其中，RES用于验证UE的身份。

接着，进入步骤760，BSF检查RES的有效性以鉴权UE。BSF通过判断GBA请求消息中的RES是否与从HSS处获取的XRES一致，从而对UE进行鉴权。

接着，进入步骤770，BSF根据从HSS处获取的IK和CK生成Ks。此外，BSF还为共享密钥Ks定义了一个有效期限，以便Ks进行定期更新。

接着，进入步骤780，BSF将B-TID以及Ks的有效期携带在成功响应消息中发送给UE。具体地说，BSF为标识和UE之间本次鉴权交互事务而分配一个B-TID，使该B-TID与Ks、UE的私有用户标识相关联，以便以后BSF可以根据该B-TID查找出相应的Ks，并且，为Ks定义一个有效期，以便Ks进行定期更新。BSF将该B-TID以及Ks的有效期携带在成功响应消息中。

接着，进入步骤790，UE在接收到该成功响应消息后，得到B-TID和Ks的有效期，并将该B-TID和Ks的有效期保存在UE侧，并生成Ks。该共享密钥Ks是作为根密钥来使用的，用于衍生出与各NAF通信时的加密密钥。

完成了如图2所述的过程后，UE和BSF之间就共享了一个根密钥Ks。并且UE可以利用公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id)推导出与想要访问的NAF之间的衍生的共享密钥Ks_NAF，其中NAF_Id可以标识出想要访问的NAF，RAND是一个随机数，IMPI是指UE的私有身份标识，″gba-me″代表字符串，KDF是密钥导出函数的缩写。这样，UE侧就获取了该衍生的共享密钥Ks_NAF。剩下的任务就是NAF如何获取该衍生的共享密钥Ks_NAF。只有NAF和UE都获取了Ks_NAF，才能建立双方通讯的安全通道。

参照图3，描述NAF获取Ks_NAF的流程：

首先，在步骤901中，用户在收到B-TID后，生成一个携带了该B-TID的请求连接消息，并发给NAF。NAF收到用户的连接请求后，生成一个携带了NAF标识和B-TID的认证请求信息，然后在步骤902中向BSF进行查询。

接着，在步骤903中，BSF根据该B-TID查找相应的Ks后，再使用与用户侧相同的算法计算出衍生的共享密钥Ks_NAF，然后在认证响应消息中把Ks_NAF、Ks_NAF的有效期限、BSF与UE之间的相互鉴权的时间、以及其他应用相关信息发给NAF。NAF在步骤904中将这些信息保存在NAF上。

接着，在步骤905中，NAF将应用响应消息发送给UE。

通过如上步骤，NAF确认该用户是经过BSF认证的合法用户，同时NAF和UE也就共享了由Ks衍生的密钥Ks_NAF，从而这两者在后续的通信中可以进行安全通信。

当用户发现Ks即将过期，或NAF要求用户重新到BSF进行鉴权时，用户就会重复图2和图3的处理重新到BSF进行互鉴权，以得到新的共享密钥Ks及衍生密钥Ks_NAF。

如图4所示，描述了NAF发现衍生的共享密钥Ks_NAF已经过期时UE和NAF之间执行的处理。详细的，UE在步骤1001中发送应用请求消息给NAF后，NAF发现衍生的共享密钥Ks_NAF已经过期，则在步骤1002中通知UE需要重新执行和BSF之间的相互鉴权过程。

以上所述UE上包含IP多媒体业务身份标识模块ISIM(IP MultimediaServices Subscriber Identity Module)/通用集成电路卡UICC(UniversalIntegrated Circuit Card)，而且UE上既包含GBA客户端，也包含NAF应用客户端。但是随着通用鉴权框架应用范围越来越广泛，出现一些新的应用场景，例如在传统的没有ISIM/UICC模块因而也就不具备ISIM能力的用户终端上，或者NAF应用客户端与GBA客户端分离的终端(多个外围终端采用同一个ISIM/UICC访问网络业务)上如何应用GBA。为了描述简便，我们统一称之为非IMS终端。

TISPAN(ETSI的NGN网络标准)中定义了一种称为IMS驻留网关IRG(IMS Residential Gateway)的功能实体，用于为那些非IMS终端提供访问IMS业务的安全通道。

这些非IMS终端包括但不限于SIP电话、软电话，PC，PDA等。IMS驻留网关功能上相当于一个B2BUA(背靠背用户代理)实体，其具有一“ISIM

ON UICC(通用集成电路卡上的IP多媒体业务身份标识模块)”模块，用来为这些非IMS终端提供访问IMS业务的安全通道，并且该模块上存储了一个私有用户标识(IMPI)和多个公共用户标识(IMPU)。该IRG面向非IMS终端的本地接口可能是网线、数据线、USB、蓝牙、或红外线等接口。我们也可以称这种实体为IMS终端代理。

这种应用场景下，一个IMS用户可能具备多个非IMS终端设备，并且所有这些非IMS终端采用同一个ISIM/UICC模块(位于IMS终端代理上)访问网络业务。另外，NAF应用客户端位于IMS终端代理以外的一个或者几个非IMS终端上，因此与执行GBA的客户端(位于IMS终端代理上)不在同一个设备上。我们称之为增强的GBA框架，如图5所示。在该增强型GBA框架中，具有SIP电话、PC、软电话等非IMS终端，IMS终端代理B2BUA为这些非IMS终端生成衍生密钥Ks_NAF，这些IMS终端利用该生成的衍生密钥Ks_NAF和NAF通信。当多个外围终端设备共享一个UE上的GBA客户端时，如果这些外围终端设备中的某两个或者某几个访问同一个NAF时，还会出现多个外围终端设备采用同一个衍生密钥Ks_NAF与某一个NAF通信的情况，造成安全隐患：如果其中一个被攻破，另外一个也会不攻自破。

如图6所示，描述了现有的针对如图5所示的增强型GBA架构的鉴权方法。

首先，在步骤801中，非IMS终端发送应用请求给NAF。NAF在步骤802中指示非IMS终端采用GBA。

接着，在步骤803中，非IMS终端发送一请求给UE(IMS终端)，请求UE生成密钥，该请求中包含该非IMS终端的设备标识。

接着，通过和图2中的步骤701-709类似的步骤807-808生成基本密钥Ks，且在步骤808中根据该基本密钥Ks和设备标识生成衍生密钥。然后在步骤809中将衍生密钥和B-TID发送给非IMS终端。

接着，在步骤810中，非IMS终端将包括B-TID和设备标识的认证请求发送给NAF。NAF在步骤811中发送一密钥请求给BSF，请求生成衍生密钥，该密钥请求包括设备标识、B-TID和NAF标识。

BSF在步骤812中计算出衍生密钥，并在步骤813中将该衍生密钥返回NAF。

从而，非IMS终端和NAF之间可以通过该衍生密钥执行安全通信。

但是，该方案具有如下缺点：

1.该方案是针对3GPP移动终端的，对于固定终端不适用。

2.网络侧需要能够管理所有这些终端设备，需要为每个终端设备分配唯一的设备标志。由于终端制造商和网络运营商可能并不是一家，并且终端类型多种多样，管理上比较困难。

3.所有的非IMS终端都需要知道自己的设备标志，并主动携带这个设备标志给UE(包含ISIM/UICC模块)和NAF。这样可能存在非IMS终端进行设备标志伪装攻击(类似IP地址伪装攻击)的隐患。

4.该方案没有考虑新旧版本互通的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更安全的非IMS终端应用增强型通用鉴权架构的方法。

依照本发明的非IMS终端通过IMS终端代理应用增强型通用鉴权架构的方法如下步骤：步骤a，非IMS终端发送不带GBA参数的应用请求消息给网络业务应用实体，以及网络业务应用实体响应该应用请求消息，指示非IMS终端和引导服务功能实体执行鉴权处理，步骤b，IMS终端代理在接收到非IMS终端的GBA请求信息后，查询一关系映射表，获取该非IMS终端的设备标识，该关系映射表存储非IMS终端的标识信息与非IMS终端的设备标识的对应关系，该GBA请求信息包括非IMS终端的标识信息，步骤c，IMS终端代理为非IMS终端生成与所述设备标识相关的衍生密钥Ks_NAF，步骤d，引导服务功能实体为网络业务应用实体生成衍生密钥Ks_NAF，其与步骤c中生成的衍生密钥Ks_NAF相同。

依照本发明，由于与衍生密钥Ks_NAF的生成相关的设备标识是由网络侧实体生成的，因此非IMS终端不需要主动将其设备标识发送给B2BUA，从而防止了非IMS终端进行设备标志伪装攻击的隐患。此外，不同的非IMS终端访问同一个NAF时，衍生的共享密钥Ks_NAF是不一样的，这样即使一个Ks_NAF泄密，也不会影响其他的Ks_NAF，从而保证了安全性。此外，设备标识是由B2BUA连同衍生共享密钥Ks_NAF一起传给非IMS终端，这样保证了非IMS终端上不容易进行伪标识攻击。

附图说明

图1为GBA架构的框架图。

图2为GBA架构中UE和BSF相互鉴权的流程图。

图3为GBA架构中NAF获取Ks_NAF的流程图。

图4为GBA架构中密钥过期时UE和NAF执行的处理的流程图。

图5为增强型GBA架构的框架图。

图6为现有的增强型GBA架构的鉴权方法的流程图。

图7为依照本发明的UA和NAF之间的初始引导过程的流程图。

图8为依照本发明的UA和BSF之间的引导交互过程的流程图。

图9为依照本发明的多个UA和BSF之间的引导交互过程的一实施方式的流程图。

图10为依照本发明的多个UA和BSF之间的引导交互过程的另一实施方式的流程图。

图11为UA和NAF之间建立安全联盟的流程图。

图12为密钥过期时UA和NAF执行的处理的流程图。

具体实施方式

本发明提出了一个或者多个非IMS终端通过IMS终端代理B2BUA实体应用增强通用鉴权架构(GBA)的一种解决方法。该B2BUA实体包括NGN的IRG(IMS驻留网关)实体，或3GPP/3GPP2中具有类似功能的实体。该非IMS终端可以是移动网络或者固定网络中的非IMS终端。在下面的描述中，利用UA来统一表示各种非IMS终端。此外，在本发明中，假设这些UA和B2BUA之间的接口是安全的。而且，B2BUA不能主动发起GBA过程，必须由UA来触发。依照本发明，不同的非IMS终端访问同一个NAF时，即使其中一个非IMS终端的密钥泄密，也不会影响到其他的非IMS终端的安全性。

在本发明中，首先设置一关系映射表，该关系映射表包括UA的用户名(或者终端地址/终端端口号)和唯一标识该UA的设备标识之间的映射关系。该关系映射表可以预先配置在B2BUA上，也可以配置在HSS上。当该关系映射表配置在HSS上时，B2BUA通过在从BSF下载鉴权向量的同时将该关系映射表下载，或者通过其他方式获取。

当UA第一次向NAF发出应用请求(或者通过B2BUA)时，如果不知道是否使用GBA参数和NAF通讯或者和NAF之间的共享密钥已经过期，就不携带任何GBA参数。NAF发现UA发来的应用请求中没有携带GBA参数，就会指示UA(或者通过B2BUA指示UA)进行GBA过程。接着，UA请求B2BUA和BSF之间进行GBA过程，BSF生成根密钥Ks和引导事务标识B-TID并返回给B2BUA。然后，B2BUA通过查询上述映射表，找出对应的设备标识，并通过扩展公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id，设备标识)生成Ks_NAF，其中NAF_Id为要访问的NAF的ID，RAND是一个随机数，IMPI是指UA的私有身份标识，″gba-me″代表字符串，KDF是密钥导出函数的缩写。B2BUA将Ks_NAF、B-TID、设备标识、密钥有效期一起发给UA。然后UA(或者通过B2BUA)在发给NAF的请求消息中携带B-TID和获取的设备标识。NAF在发给BSF的请求消息中也携带获取的设备标识。BSF通过相同的公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id，设备标识)生成Ks_NAF，并将其发给NAF。这样，NAF和UA就通过B2BUA共同获取了一个公共密钥Ks_NAF。而且，对于不同的UA，只要使用的用户名不一样，相应的Ks_NAF也就不一样，这样即使一个Ks_NAF泄密，也不会影响到其他Ks_NAF。从而保证了安全性。

下面，参照附图，详细描述依照本发明UA(非IMS终端)应用增强型GBA的方法。

如图7所示，描述了UA和NAF之间的初始引导过程的两种方式。

方式1包括图中所示的步骤101-102。当UA1第一次发送应用请求消息到NAF时，如果不知道NAF是否支持GBA，则在步骤101中将一应用请求消息发送给NAF，且该应用请求消息不携带任何GBA参数。接着，在步骤102中，NAF发送应用响应消息给UA1，指示UA1需要首先和BSF进行GBA过程。

方式2包括图中的步骤101a、101b、102a和102b。该方式2与方式1基本相同，不同之处仅在于所述应用请求消息和应用相应消息皆通过B2BUA转发。

当按照图7所描述的任一方式执行了初始引导过程之后，执行如图8所示的UA和BSF之间的引导交互过程。该引导交互过程包括如下步骤：

首先，在步骤201中，UA1发送GBA请求到B2BUA，该GBA请求中携带有该UA1的用户名和NAF的标识ID。

接着，在步骤202中，B2BUA根据GBA请求携带的用户名，在存储在B2BUA上的关系映射表中找出与该UA1对应的设备标识。当然，该关系映射表也可以配置在HSS上，当B2BUA和BSF相互鉴权时，BSF查询HSS获取鉴权向量(即步骤204)的同时获取该关系映射表，然后将该关系映射表连同B-TID，密钥有效期一起发给B2BUA(即步骤209)。在这种情况下，该步骤202位于步骤209和步骤211之间。

接着，在步骤203-210中，执行B2BUA和BSF之间的互相鉴权过程。通过这些步骤，BSF生成了事务标识B-TID，连同密钥有效期一同发给B2BUA，并且B2BUA和BSF都生成根密钥Ks。此外，在BSF中保存一张表(B-TID，IMPI，Ks，密钥有效期，引导开始时间)，从而当BSF收到NAF的请求后可以根据此B-TID查到根密钥Ks。

具体的，在步骤203中，B2BUA向BSF发送GBA请求消息，该GBA请求消息包括UA1的私有用户标识。

接着，在步骤204中，BSF向HSS获取认证向量，BSF通过与HSS的交互获取该B2BUA的鉴权向量信息，如AUTN、RAND、IK、CK以及XRES等。

接着，在步骤205中，BSF向B2BUA返回挑战响应消息，该消息中包含AUTN、RAND。具体地说，BSF在接收到B2BUA的鉴权向量信息后，将鉴权向量信息中的AUTN和RAND，一并携带在挑战响应消息中，并将该消息返回给B2BUA。其中，AUTN用于验证BSF的身份，RAND用于使B2BUA获取与BSF侧相同的IK和CK。

接着，在步骤206中，B2BUA通过运行AKA算法，检查AUTN的有效性以鉴权网络，得到IK和CK，并生成RES。具体地说，B2BUA在接收到BSF返回的挑战响应消息后，通过对其中AUTN的有效性检查验证对端BSF的身份，根据其中的RAND计算得到与BSF侧相同的IK和CK，并生成RES。

接着，在步骤207中，B2BUA再次向BSF发送GBA请求消息，并在该消息中携带RES。其中，RES用于验证B2BUA的身份。

接着，在步骤208中，BSF检查RES的有效性以鉴权B2BUA。BSF通过判断GBA请求消息中的RES是否与从HSS处获取的XRES一致，从而对B2BUA进行鉴权。而且，BSF根据从HSS处获取的IK和CK生成Ks。

接着，在步骤209中，BSF将B-TID以及Ks的有效期携带在成功响应消息中发送给B2BUA。具体地说，BSF为标识和B2BUA之间本次鉴权交互事务而分配一个B-TID，使该B-TID与Ks、B2BUA的私有用户标识相关联，以便以后BSF可以根据该B-TID查找出相应的Ks，并且，为Ks定义一个有效期，以便Ks进行定期更新。BSF将该B-TID以及Ks的有效期携带在成功响应消息中。

接着，在步骤210中，B2BUA在接收到该成功响应消息后，得到B-TID和Ks的有效期，并将该B-TID和Ks的有效期保存在B2BUA侧，并生成Ks。

在执行了B2BUA和BSF之间的互相鉴权过程之后，在步骤211中，B2BUA根据公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id，设备标识)推导出Ks_NAF，并保存Ks_NAF与私有用户标识IMPI之间的关系。

接着，在步骤212中，B2BUA将Ks_NAF、B-TID、设备标识、密钥有效期发给UA1。

当存在多个UA需与BSF之间执行引导交互时，可以通过如图9或8所示的流程来执行该引导交互。

如图9所示，首先，第一个UA1通过步骤201-212执行GBA过程。之后，当其他的UA也需要和BSF交互时，其首先在步骤301中将GBA请求发送至B2BUA，该GBA请求中携带有该UA2的用户名。接着在步骤302中，B2BUA根据GBA请求中携带的用户名，在关系映射表中找出该UA2对应的设备标识。根据B2BUA的本地安全策略，在Ks有效期内，可以跳过步骤203-210。BSF对于所有的UA都保存相同的B-TID、Ks等数据。因此，直接执行步骤311，B2BUA根据公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id，设备标识)推导出Ks_NAF，并保存Ks_NAF与私有用户标识IMPI之间的关系。然后在步骤312中，B2BUA将Ks_NAF、B-TID、设备标识、密钥有效期发给UA2。在该过程中，步骤301、302、311、312和如图2所示的步骤201、202、211、212相似。

如图10所示，描述了多个UA与BSF之间执行引导交互的另一实施方式。

该实施方式基本上与如图10所示的实施方式相同，其不同之处在于：当第一个UA1完成了GBA过程后，其他的UA也需要和BSF交互时，根据B2BUA的本地安全策略，在Ks有效期内，需要重新执行上述步骤203-210。为了让BSF区分是同一个UA和BSF的重新交互，还是不同的UA和BSF的交互，需要在上述步骤203中携带设备标识参数。BSF对于每一个UA都保存相应的B-TID_UA、IMPI、KS_UA等数据(如图所示)。因此，以后这些UA将使用不同的B-TID(Ks)和Ks_NAF来访问NAF。

当通过图8，7或8所描述的流程完成了UA与BSF之间的引导交互过程之后，接着执行如图11所描述的过程，实现UA和NAF之间的SA(安全联盟)建立。如图11所示，其包括如下步骤。

首先，在步骤501中，UA发送应用请求消息给NAF，该应用请求中携带有B-TID，设备标识参数。该步骤501也可以由图中的步骤501a-501b代替，在这些步骤中，UA通过B2BUA将应用请求消息发给NAF，这里B2BUA起到转发的作用，该应用请求消息也包括B-TID和设备标识参数。

接着，在步骤502中，NAF发送认证请求消息给BSF，该认证请求消息携带有设备标识、B-TID，NAF主机名(即NAF的标识ID)。

接着，在步骤503中，BSF根据和用户侧相同的公式推导出Ks_NAF，并在步骤504中将推导出的Ks_NAF连同其他参数一起发送给NAF。具体的，BSF根据B-TID查找存储在BSF中的表，获得Ks和IMPI，根据获得的参数和在步骤502中发送来的参数，生成Ks_NAF。

接着，在步骤504中，BSF将Ks_NAF、应用相关用户属性数据、GBA开始时间、密钥有效期发送给NAF。在步骤505中，NAF保存Ks_NAF等参数以及B-TID、设备标识的关系。

在步骤506中，NAF发送应用响应消息给UA。相应的，该步骤也可以由图中的步骤506a-506b代替，即NAF也可能通过B2BUA将应用响应消息发给UA。

通过上面图8，7，或8的过程，B2BUA为UA生成了衍生密钥Ks_NAF，且通过图11所示的处理，BSF为NAF生成了相同的衍生密钥Ks_NAF。从而，UA和NAF之间建立了安全联盟。

当通过上面描述的过程建立了UA和NAF之间的安全联盟之后，UA和NAF之间执行安全的通信，但是如果NAF认为衍生的共享密钥Ks_NAF已经过期，则可以通过如图12所示的步骤602中指示指示UA需要重新执行和BSF之间的相互鉴权过程。当然，该指示也可以通过按照步骤602a和602b由B2BUA进行转发。

下面，分析根据上述的方法来实现新旧版本的互通的情况。考虑到BSF由运营商管理，因此可以认为BSF可以通过是否有设备标识参数来区分新、旧版本的情况。

对于UE(或B2BUA)或者NAF，则可能新、旧版本都有。因此只需要考虑新版本的UE(支持设备标识参数)和旧版本的NAF(不支持设备标识参数)、旧版本的UE(不支持设备标识参数)和新版本的NAF(支持设备标识参数)这两种互通情况。

<新版本的UE和旧版本的NAF之间的互通>

新版本的UE和旧版本的NAF之间的互通有如下两种情况：

情况1：如图8、图9所示，假设新版本的UE和旧版本的BSF之间进行GBA过程时，不携带设备标识参数。完成GBA过程后，UE会使用带设备标识的密钥推导公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id，设备标识)生成Ks_NAF；UE向NAF发送的应用请求消息中也携带设备标识参数；但是NAF不识别，因此NAF向BSF发送的认证请求消息中不携带设备标识参数；从而会导致BSF使用不同的密钥推导公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id)生成Ks_NAF。从而导致互通不可行。

情况2：如图6所示，假设新版本的UE和旧版本的BSF之间进行GBA过程时，在步骤203中携带设备标识参数。完成GBA过程后，UE会使用带设备标识的密钥推导公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id，设备标识)生成Ks_NAF，同时BSF也应将B-TID和设备标识的关系记录下来；UE向NAF发送的应用请求消息中也携带设备标识参数；但是NAF不识别，因此NAF向BSF发送的认证请求消息中不携带设备标识参数；BSF根据B-TID可以知道UE是新版本的，从而可以查出对应的设备标识，然后BSF使用相同的密钥推导公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id，设备标识)生成Ks_NAF。因此互通是可行的。

因此，从新旧版本互通的角度考虑，新版本的UE和BSF之间进行GBA过程时，必须携带设备标识参数。

<旧版本的UE和新版本的NAF的互通分析>

旧版本的UE和BSF之间进行GBA过程时，不会携带设备标识参数。完成GBA过程后，UE会使用不带设备标识的密钥推导公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id)生成Ks_NAF；UE向NAF发送的应用请求消息中也不带设备标识参数；NAF向BSF发送的认证请求消息中也不带设备标识参数，从而BSF也使用相同的密钥推导公式Ks_NAF＝KDF(Ks，″gba-me″，RAND，IMPI，NAF_Id)生成Ks_NAF。因此互通是可行的。

本发明不仅适用于固定网络中的非IMS终端，也同样适用于移动网络中的非IMS终端，该非IMS终端代理实体可以是所述B2BUA(IRG)实体，也可以是3GPP/3GPP2中具备类似功能的实体。

依照本发明，不同的非IMS终端访问同一个NAF时，衍生的共享密钥Ks_NAF是不一样的，这样即使一个Ks_NAF泄密，也不会影响其他的Ks_NAF，从而保证了安全性。此外，设备标识是由B2BUA连同衍生共享密钥Ks_NAF一起传给非IMS终端，这样保证了非IMS终端上不容易进行伪标识攻击。此外，不同的非IMS终端访问同一个NAF时，不仅Ks_NAF不同，B-TID也可以不一样，进一步保证了安全性。而且，本发明是在现有的GBA架构上进行的扩展，从而保证了后向兼容性。

虽然本发明已以较多的方式进行了表达，但并不是用以限定本发明，任何熟悉该技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以做各种改动和润饰，因此本发明的保护范围当视专利申请范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种非IP多媒体业务子系统终端通过IP多媒体业务子系统终端代理应用增强型通用鉴权架构的方法，其包括如下步骤：

步骤a，非IP多媒体业务子系统终端发送不带通用鉴权架构参数的应用请求消息给网络业务应用实体，以及网络业务应用实体响应该应用请求消息，指示非IP多媒体业务子系统终端和引导服务功能实体执行鉴权处理，非IP多媒体业务子系统终端向IP多媒体业务子系统终端代理发送通用鉴权架构请求消息，

步骤b，IP多媒体业务子系统终端代理在接收到非IP多媒体业务子系统终端的通用鉴权架构请求信息后，查询一关系映射表，获取该非IP多媒体业务子系统终端的设备标识，该关系映射表存储非IP多媒体业务子系统终端的标识信息与非IP多媒体业务子系统终端的设备标识的对应关系，该通用鉴权架构请求信息包括非IP多媒体业务子系统终端的标识信息，

步骤c，IP多媒体业务子系统终端代理为非IP多媒体业务子系统终端生成与所述设备标识相关的衍生密钥Ks_NAF，

步骤d，引导服务功能实体为网络业务应用实体生成衍生密钥Ks_NAF，其与步骤c中生成的衍生密钥Ks_NAF相同，

步骤e，非IP多媒体业务子系统终端和网络业务应用实体利用步骤c和步骤d生成的衍生密钥Ks_NAF建立安全联盟。

2.如权利要求1所述的方法，其中，

所述非IP多媒体业务子系统终端的标识信息为非IP多媒体业务子系统终端的用户名，终端地址，终端端口号中的任一种。

3.如权利要求2所述的方法，其中，

所述应用请求消息和指示消息通过IP多媒体业务子系统终端代理转发。

4.如权利要求1所述的方法，其中，

步骤b包括：

步骤b1，非IP多媒体业务子系统终端发送一通用鉴权架构请求消息给IP多媒体业务子系统终端代理，该通用鉴权架构请求包括非IP多媒体业务子系统终端的用户名和网络业务应用实体的ID，以及

步骤b2，IP多媒体业务子系统终端代理根据该非IP多媒体业务子系统终端的用户名，查找存储在IP多媒体业务子系统终端代理上的所述关系映射表，获取设备标识。

5.如权利要求4所述的方法，其中，

步骤b2进一步包括，

IP多媒体业务子系统终端代理在从引导服务功能实体下载鉴权向量的同时下载该关系映射表的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其中，

步骤c包括：

步骤c0，IP多媒体业务子系统终端代理和引导服务功能实体双向认证，生成基本密钥Ks、事务标识B-TID、密钥有效期，

步骤c1，IP多媒体业务子系统终端代理根据设备标识、基本密钥Ks、用户私有标识和网络业务应用实体的ID，生成衍生密钥Ks_NAF，

步骤c2，IP多媒体业务子系统终端代理将设备标识、事务标识B-TID、衍生密钥Ks_NAF和密钥有效期发送给非IP多媒体业务子系统终端。

7.如权利要求6所述的方法，其中，

在步骤c0中，IP多媒体业务子系统终端代理将用户的私有用户标识，或私有用户标识和设备标识发送给引导服务功能实体。

8.如权利要求6所述的方法，其中，

在步骤c0中IP多媒体业务子系统终端代理和引导服务功能实体完成通用鉴权架构认证后，以后当其它非IP多媒体业务子系统终端通过该IP多媒体业务子系统终端代理与网络业务应用实体交互时，根据本地策略，可以省略该步骤c0，直接利用前一非IP多媒体业务子系统终端通过该IP多媒体业务子系统终端代理应用该增强型通用鉴权架构时生成的基本密钥Ks和事务标识B-TID。

9.如权利要求7所述的方法，其进一步包括

引导服务功能实体将基本密钥Ks、事务标识B-TID、密钥有效期、IP多媒体业务子系统终端代理的私有用户标识和该非IP多媒体业务子系统终端的设备标识关联存储。

10.如权利要求1所述的方法，其中，

步骤d包括，

步骤d1，非IP多媒体业务子系统终端发送包括该非IP多媒体业务子系统终端的设备标识和事务标识B-TID的应用请求消息给网络业务应用实体，

步骤d2，网络业务应用实体发送包括该非IP多媒体业务子系统终端的设备标识、事务标识B-TID和网络业务应用实体的ID的认证请求消息给引导服务功能实体，

步骤d3，引导服务功能实体根据该事务标识B-TID查询得到基本密钥Ks和用户私有标识IMPI，并根据这些信息连同非IP多媒体业务子系统终端的设备标识、网络业务应用实体的ID生成衍生密钥Ks_NAF，并将生成的衍生密钥Ks_NAF、密钥有效期、通用鉴权架构开始时间、用户属性数据发送给网络业务应用实体。

11.如权利要求1-10任一项所述的方法，其进一步包括

网络业务应用实体在所述衍生密钥过期时，发送消息指示非IP多媒体业务子系统终端执行与引导服务功能实体双向认证。

12.如权利要求11所述的方法，其中，

指示非IP多媒体业务子系统终端执行与引导服务功能实体双向认证的消息通过IP多媒体业务子系统终端代理转发。

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