西安电子科技大学马文平获国家专利权
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龙图腾网获悉西安电子科技大学申请的专利面向工业互联网的B5G/6G网络切片认证方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116233843B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310211008.1,技术领域涉及:H04L9/08;该发明授权面向工业互联网的B5G/6G网络切片认证方法是由马文平;任洁;杨琦设计研发完成,并于2023-03-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本面向工业互联网的B5G/6G网络切片认证方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向工业互联网的B5G6G网络切片认证方法,主要解决现有技术中网络切片认证流程和证书管理复杂及开销大的问题。其实现方案为:第三方密钥生成中心采用无证书的方式生成基于用户设备身份标识的签名私钥;用户设备根据自己的业务需求选择合适的切片;用户设备发起对选择切片的连接请求,并基于SM2数字签名算法对请求消息签名;选择切片对用户设备的请求进行验证,协商与用户设备的会话密钥,将验证成功的响应消息用该会话密钥加密,发送给用户设备;用户设备解密响应消息完成认证。本发明无需证书,提高了签名速度,简化了切片和用户设备的认证流程,降低了通信和计算开销,可用于工业互联网中的B5G6G网络。
本发明授权面向工业互联网的B5G/6G网络切片认证方法在权利要求书中公布了:1.一种面向工业互联网的B5G6G网络切片认证方法,包括如下步骤: 1生成基于用户设备身份标识IDu的签名私钥duc: 1a第三方密钥生成中心KGC选择公共参数,指定一个大素数p,在有限域Fp上的椭圆曲线上取其阶为n的一个基点G,随机选择1xn中的数x,设置系统私钥SKS=x,系统公钥PKS=x*G,生成系统公私钥对PKS,SKS=x; 1bKGC随机选择1yun中的数yu,并计算椭圆曲线上一点Yu=yu*G,哈希值hu=HIDu||Yu,签名私钥duc=yu+SKS*hu,通过安全通道将duc,Yu,T1这三个参数发送给用户设备UE,其中T1为当前时间戳,H表示单向哈希函数; 1c用户设备UE收到第三方密钥生成中心KGC的信息后,首先检验T1的有效性: 如果有效,则执行1d; 如果无效,则用户设备UE不接受签名私钥duc; 1d验证duc*G=Yu+hu*PKS是否成立: 若成立,则用户设备UE接受签名私钥duc; 否则,用户设备UE不接受签名私钥duc; 2用户设备UE根据自己的业务场景需求选择合适的切片接入: 2a将物理网络资源PNR按照速率、吞吐量、带宽、时延、可扩展性、安全级别这些特征划分为l个逻辑独立的细粒度网络切片,每个网络切片表示为如下特征向量: SiF={SiF1,SiF2,…,SiFt,…,SiFT}; 其中i∈[1,l],SiFt表示切片i的第t个特征值,T是切片特征数量; 2b用户设备UE根据自己的业务需求构建请求的切片特征向量,并用随机数加密处理特征向量的特征值,发起切片选择请求; 2c接入移动管理网元AMF根据用户设备UE允许访问的切片列表集,对列表中每一个切片进行特征值加密后发送给用户设备UE; 2d用户设备UE收到加密的切片列表集之后,计算加密的切片列表集和请求的切片特征向量之间的欧式距离,在切片列表集中选择欧式距离最小的切片作为为用户设备UE根据业务需求选择的最合适的切片; 3用户设备UE发起和选择切片的连接认证请求,利用签名算法对请求信息M进行签名,生成签名信息r,s,并将Yu,r,s,M,T2这五个参数发送给选择切片,其中T2是当前时间戳; 4切片通过验证签名算法对用户设备UE的请求进行响应: 4a切片收到用户设备UE发送的请求消息后,先验证时间戳T2是否有效: 如果有效,则切片对用户设备UE的签名信息进行验证:若验证成功,执行4b,否则,认证失败; 如果无效,则认证失败; 4b切片与用户设备UE协商会话密钥K,并用会话密钥加密验证成功的响应消息,发送给用户设备UE;所述切片与用户设备UE协商会话密钥,是采用SM2密钥交换协议进行,其实现如下: 4b1用户设备UE与切片生成交换数据: 用户设备UE随机选择1rAn中的数rA,计算椭圆曲线上点RA=rA*G=xA,yA,并将该点RA发送给切片,其中xA,yA是点RA的坐标值; 切片随机选择1rBn中的数rB,计算椭圆曲线上点RB=rB*G=xB,yB,并将该点RB发送给用户设备UE,其中xB,yB是点RB的坐标值; 4b2用户设备UE和切片计算各自的会话密钥: 切片收到用户设备UE发送的RA之后,验证RA是否满足椭圆曲线方程:若不满足,则密钥协商失败;否则,切片从RA中取出xA,计算椭圆曲线上点V和自己的会话密钥KB: V=dB+rB*xB*PA+xA*RA=xV,yV; KB=KDFxV||yV||ZA||ZB,LK; 其中,ZA和ZB为摘要值,LK为设置的密钥长度,xV,yV是点V的坐标值,dB为切片的私钥,PA为用户设备UE的公钥; 用户设备UE收到切片发送的RB之后,验证RB是否满足椭圆曲线方程,若不满足则密钥协商失败;否则,用户设备UE从RB中取出xB,计算椭圆曲线上点U和自己的会话密钥KA: U=dA+rA*xA*PB+xB*RB=xU,yU; KA=KDFxU||yU||ZA||ZB,LK; 其中xU,yU是点U的坐标值,dA为用户设备UE的私钥,PB为切片的公钥; 4b3根据此切片和用户设备UE各自计算会话密钥成功,得到两者协商成功后的会话密钥K: K=KA=KB; 5用户设备UE收到切片的响应消息后,使用两者之间协商的会话密钥K解密响应消息: 若解密成功,则用户设备UE与选择切片的相互认证成功; 否则,认证失败。
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