专网的MPTCP鉴权方法和系统与流程

本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种专网的多路传输控制协议(mptcp)鉴权方法和系统。

背景技术

在专网应用场景下，引入mptcp协议可有效解决网络间切换的平顺性、可靠性问题。

图1为专网引入mptcp后的组网示意图。如图1所示，新增网元多路网关(mp_gw)支持mptcp，支持与核心网的公用数据网网关(pgw)之间自定义接口，在ue与mp_gw之间建立mptcp链接，包括多条tcp子流。

与此同时，mptcp协议在其安全性上存在缺陷，可能被中间人攻击窃取双方会话密钥，而进一步发起子流增加或子流删除等操作。具体分析如下：

mptcp通过扩展tcp三次握手机制，在mp_capable选项中携带并交换两侧主机会话密钥，同时协商加密算法。由于mptcp三次握手消息中，会明文携带双方主机会话密钥，所以存在较大中间人攻击的风险，如图2所示，attacker在双方主机间截获三次握手消息，则可发起后续的子流删除、子流增加流程，从而对安全造成威胁。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种专网的mptcp鉴权方法和系统，可以有效克服mptcp协议所存在的安全隐患。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种专网的mptcp鉴权方法，包括：

公用数据网网关pgw预先将用户设备ue的综合业务数字网isdn号码和为所述ue分配的ip地址发送给多路网关mp_gw；

当所述ue与所述mp_gw之间建立mptcp链接时，在mptcp三次握手过程中，所述ue和所述mp_gw分别在需要向对方发送会话密钥时，利用所述isdn号码和所述ip地址生成加密密钥，利用所述加密密钥对需要发送的会话密钥加密后发送给对方，并利用所述isdn号码和所述ip地址对接收到的会话密钥进行解密，获得对方的会话密钥。

较佳地，将ue的isdn号码和为所述ue分配的ip地址发送给mp_gw包括：

所述pgw在所述ue的网络附着过程中，在向服务网关sgw发送创建会话响应消息之后，向所述mp_gw发送用户激活报告ue_activate_report，所述用户激活报告携带所述isdn号码和所述ip地址。

较佳地，所述方法进一步包括：

所述ue和所述mp_gw各自在发送所述会话密钥时，携带会话密钥已经过加密的指示信息。

较佳地，所述ue和所述mp_gw利用当前的系统时刻以及所述isdn号码和所述ip地址，采用预设的密钥生成方法，生成所述加密密钥。

较佳地，按照basekey＝hmac-sha-256(isdna，systime||isdna||ueipa)，生成所述加密密钥basekey，其中，isdna为ue的isdn号码，ueipa为ue的ip地址，systime为当前的系统时刻；所述系统时刻的单位为小时、分或秒，||为拼接符号，hmac-sha-256()为hmac-sha-256加密算法。

一种专网的mptcp鉴权系统，包括：

公用数据网网关pgw，用于预先将用户设备ue的综合业务数字网isdn号码和为所述ue分配的ip地址发送给多路网关mp_gw；

ue，用于当所述ue与所述mp_gw之间建立mptcp链接时，在mptcp三次握手过程中，在需要向所述mp_gw发送会话密钥时，利用所述isdn号码和所述ip地址生成加密密钥，利用所述加密密钥对需要发送的会话密钥加密后发送给所述mp_gw，并利用所述isdn号码和所述ip地址对所述mp_gw发送的会话密钥进行解密，获得所述mp_gw的会话密钥；

mp_gw，用于当所述ue与所述mp_gw之间建立mptcp链接时，在mptcp三次握手过程中，在需要向所述ue发送会话密钥时，利用所述isdn号码和所述ip地址生成加密密钥，利用所述加密密钥对需要发送的会话密钥加密后发送给所述ue，并利用所述isdn号码和所述ip地址对所述ue发送的会话密钥进行解密，获得所述ue的会话密钥。

较佳地，所述pgw，用于在所述ue的网络附着过程中，在向服务网关sgw发送创建会话响应消息之后，向所述mp_gw发送用户激活报告ue_activate_report，所述用户激活报告携带所述isdn号码和所述ip地址。

较佳地，所述ue，用于在发送所述会话密钥时，携带会话密钥已经过加密的指示信息；

所述mp_gw，用于在发送所述会话密钥时，携带会话密钥已经过加密的指示信息。

较佳地，所述ue，用于利用当前的系统时刻以及所述isdn号码和所述ip地址，采用预设的密钥生成方法，生成所述加密密钥；

所述mp_gw，用于利用当前的系统时刻以及所述isdn号码和所述ip地址，采用预设的密钥生成方法，生成所述加密密钥。

较佳地，所述ue，用于按照basekey＝hmac-sha-256(isdna，systime||isdna||ueipa)，生成所述加密密钥basekey，其中，isdna为ue的isdn号码，ueipa为ue的ip地址，systime为当前的系统时刻；所述系统时刻的单位为小时、分或秒，||为拼接符号，hmac-sha-256()为hmac-sha-256加密算法；

所述mp_gw，用于按照basekey＝hmac-sha-256(isdna，systime||isdna||ueipa)，生成所述加密密钥basekey。

综上所述，本发明提出的专网的mptcp鉴权方法和系统，pgw需要将ue的isdn号码和ip地址通知给mp_gw，使得ue与mp_gw都同时拥有了isdn与ue映射关系，从而在mptcp三次握手过程中在协商会话密钥时，ue与mp_gw可以采用加密方式发送各自的会话密钥，进而可以有效克服mptcp协议所存在的安全隐患。

附图说明

图1为专网引入mptcp后的组网示意图；

图2为mptcp三次握手过程中中间人攻击示意图；

图3为本发明实施例的方法流程示意图；

图4为利用ue的附着过程将ue的isdn号码和ip地址发送给mp_gw的过程示意图；

图5为本发明实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图3为本发明实施例的方法流程示意图，如图3所示，该实施例实现的专网的mptcp鉴权方法主要包括：

步骤301、公用数据网网关pgw预先将用户设备ue的综合业务数字网isdn号码和为所述ue分配的ip地址发送给多路网关mp_gw。

本步骤中，为了使得ue和mp_gw能够对需要发送给对方的会话密钥进行加密，以确保会话密钥的安全，pgw需要将ue的isdn号码和为所述ue分配的ip地址通知给mp_gw。这样，ue和mp_gw均可以利用ue的isdn号码和ip地址生成加密密钥，从而可以在后续过程中实现两者之间会话密钥的加密传输。

较佳地，可以采用下述方法，在ue的网络附着过程中，将ue的isdn号码和为所述ue分配的ip地址发送给mp_gw：

所述pgw在所述ue的网络附着过程中，在向服务网关sgw发送创建会话响应消息之后，向所述mp_gw发送用户激活报告ue_activate_report，所述用户激活报告携带所述isdn号码和所述ip地址。

图4为上述利用ue的附着过程将ue的isdn号码和ip地址发送给mp_gw的过程示意图。如图4所示，ue在附着过程中，pgw在返回createsessionresponse消息给sgw的同时，构建激活报告ue_activate_report发给mp_gw，其中将包括两个关键信元(ie)：pgw刚分配的ueip地址，以及ue的号码isdn，这样在mp_gw中则可以保存所有ue的isdn与ueip对应关系。由此，利用ue的附着过程，ue与mp_gw都同时拥有了isdn与ue映射关系，从而为后续进一步安全协商增强做准备。

步骤302、当所述ue与所述mp_gw之间建立mptcp链接时，在mptcp三次握手过程中，所述ue和所述mp_gw分别在需要向对方发送会话密钥时，利用所述isdn号码和所述ip地址生成加密密钥，利用所述加密密钥对需要发送的会话密钥加密后发送给对方，并利用所述isdn号码和所述ip地址对接收到的会话密钥进行解密，获得对方的会话密钥。

本步骤中，与现有mptcp协议所不同的是，在需要发送会话密钥时(现有协议中仅在首次mptcp三次握手过程中需要交互会话密钥)，需要先对会话密钥进行加密，以避免明文密钥传输而存在的中间人攻击问题，确保会话密钥的安全性。

较佳地，为了便于ue和所述mp_gw对接收到的经过加密的会话密钥进行正确解密，所述ue和所述mp_gw各自在发送所述会话密钥时，携带会话密钥已经过加密的指示信息，以通知接收方采用解密的方式获得相应的会话密钥。

较佳地，所述ue和所述mp_gw利用当前的系统时刻以及所述isdn号码和所述ip地址，采用预设的密钥生成方法，生成所述加密密钥。

进一步地，可以采用哈希算法生成所述加密密钥，较佳地，可以采用下述方法实现：

按照basekey＝hmac-sha-256(isdna，systime||isdna||ueipa)，生成所述加密密钥basekey。

其中，isdna为ue的isdn号码，ueipa为ue的ip地址，systime为当前的系统时刻；所述系统时刻的单位为小时、分或秒，||为拼接符号，hmac-sha-256()为hmac-sha-256加密算法。

图5为与上述方法相对应的专网的mptcp鉴权系统结构示意图，如图5所示，该系统包括：

公用数据网网关pgw，用于预先将用户设备ue的综合业务数字网isdn号码和为所述ue分配的ip地址发送给多路网关mp_gw；

ue，用于当所述ue与所述mp_gw之间建立mptcp链接时，在mptcp三次握手过程中，在需要向所述mp_gw发送会话密钥时，利用所述isdn号码和所述ip地址生成加密密钥，利用所述加密密钥对需要发送的会话密钥加密后发送给所述mp_gw，并利用所述isdn号码和所述ip地址对所述mp_gw发送的会话密钥进行解密，获得所述mp_gw的会话密钥；

mp_gw，用于当所述ue与所述mp_gw之间建立mptcp链接时，在mptcp三次握手过程中，在需要向所述ue发送会话密钥时，利用所述isdn号码和所述ip地址生成加密密钥，利用所述加密密钥对需要发送的会话密钥加密后发送给所述ue，并利用所述isdn号码和所述ip地址对所述ue发送的会话密钥进行解密，获得所述ue的会话密钥。

较佳地，所述pgw，用于在所述ue的网络附着过程中，在向服务网关sgw发送创建会话响应消息之后，向所述mp_gw发送用户激活报告ueactivate_report，所述用户激活报告携带所述isdn号码和所述ip地址。

较佳地，所述ue，用于在发送所述会话密钥时，携带会话密钥已经过加密的指示信息；

所述mp_gw，用于在发送所述会话密钥时，携带会话密钥已经过加密的指示信息。

较佳地，所述ue，用于利用当前的系统时刻以及所述isdn号码和所述ip地址，采用预设的密钥生成方法，生成所述加密密钥；

所述mp_gw，用于利用当前的系统时刻以及所述isdn号码和所述ip地址，采用预设的密钥生成方法，生成所述加密密钥。

较佳地，所述ue，用于按照basekey＝hmac-sha-256(isdna，systime||isdna||ueipa)，生成所述加密密钥basekey，其中，isdna为ue的isdn号码，ueipa为ue的ip地址，systime为当前的系统时刻；所述系统时刻的单位为小时、分或秒，||为拼接符号，hmac-sha-256()为hmac-sha-256加密算法；

所述mp_gw，用于按照basekey＝hmac-sha-256(isdna，systime||isdna||ueipa)，生成所述加密密钥basekey。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。