CN110324287A - 接入认证方法、装置及服务器 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种接入认证方法、装置及服务器,属于物联网技术领域。所述方法包括:接收终端的接入请求;向所述终端发送第一验证指令;接收所述终端的第一验证信息;基于所述服务器存储的第一密钥、所述设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息;如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端的第一位置信息以及所述服务器存储的第二位置信息;如果所述第一位置信息和所述第二位置信息符合第一预设条件,允许所述终端接入物联网。本公开提高了物联网中接入认证的安全性。
Description
技术领域
本公开涉及物联网技术领域,特别涉及一种接入认证方法、装置及服务器。
背景技术
物联网(Internet of things,IoT)即为物物相连的互联网,能够实现物品与物品、人与物品之间的互连,终端可以通过接入物联网与服务器进行信息交互。为了保证安全性,当终端发起接入请求时,服务器需要对终端进行认证,当认证通过时才允许终端接入物联网。
目前,终端和服务器会预先存储共同的预共享密钥(Pre-shared key,PSK),当终端需要接入物联网时,会根据PSK和自身的设备标识,生成第一验证信息,向服务器发送接入请求,该接入请求携带该第一验证信息和终端的设备标识,服务器会根据PSK和终端的设备标识,生成第二验证信息,对第二验证信息与第一验证信息进行比对,如果第二验证信息与第一验证信息一致,服务器会允许终端接入物联网,如果第二验证信息与第一验证信息不一致,服务器会拒绝终端接入物联网。
在实现本公开的过程中,发明人发现相关技术至少存在以下问题:
一旦终端存储的PSK泄露,不法分子冒用PSK即可接入物联网,导致接入认证机制被攻破,安全性很差。
发明内容
本公开实施例提供了一种接入认证方法、装置及服务器,能够解决相关技术中接入认证的安全性较差的技术问题。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种接入认证方法,所述方法包括:
接收终端的接入请求;
向所述终端发送第一验证指令,所述第一验证指令用于指示所述终端基于所述终端存储的第一密钥、设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第一验证信息;
接收所述终端的第一验证信息;
基于所述服务器存储的第一密钥、所述设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息;
如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端的第一位置信息以及所述服务器存储的第二位置信息,所述第一位置信息用于指示所述终端当前所处的位置,所述第二位置信息用于指示所述终端的安装位置;
如果所述第一位置信息和所述第二位置信息符合第一预设条件,允许所述终端接入物联网。
本实施例提供的方法,提供了多因子认证的机制,结合存储的第一密钥、服务器生成的第一随机数以及终端当前所处的位置等多个认证因子,共同对终端的身份进行认证,即使某一认证因子泄露,也无法冒用终端的身份接入物联网,极大的提高了攻破接入认证机制的难度,提高了安全性。
进一步地,认证过程采用的随机数由服务器负责生成,与终端相比,服务器具有更强大的计算能力,能够确保生成安全性高的随机数,通过安全性高的随机数生成的验证信息进行校验,提高了验证信息的难预测性,因此提高了安全性。
在一种可能的设计中,所述如果所述第一位置信息和所述第二位置信息符合第一预设条件,允许所述终端接入物联网,包括:
如果所述第一位置信息与所述第二位置信息一致,允许所述终端接入物联网;或,
如果所述第一位置信息与所述第二位置信息之间的距离小于预设距离,允许所述终端接入物联网。
结合本设计,对于各种位置相对固定的终端来说,通过结合终端的位置进行校验,能够极大地提高安全性。
在一种可能的设计中,所述基于所述服务器存储的第一密钥、所述服务器存储的设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息之后,所述方法还包括:
如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端当前的移动行为状态信息;
如果所述移动行为状态信息符合第二预设条件,允许所述终端接入物联网。
结合本设计,对于各种移动终端来说,通过结合终端的移动行为状态进行校验,能够极大地提高安全性。
在一种可能的设计中,所述如果所述移动行为状态信息符合第二预设条件时,允许所述终端接入物联网,包括:
如果所述移动行为状态信息与所述终端的预设移动行为状态信息之间的偏差小于预设偏差阈值,允许所述终端接入物联网,所述预设移动行为状态信息用于指示所述终端正常运行时的移动状态;或,
将所述移动行为状态信息输入到分类模型,输出所述移动行为状态信息的类别,所述分类模型用于根据移动行为状态信息进行分类;如果所述类别为预设类别,允许所述终端接入物联网。
在一种可能的设计中,所述移动行为状态信息包括所述终端的移动轨迹、所述终端的移动速度、所述终端的移动范围中的至少一项。
在一种可能的设计中,所述基于所述服务器存储的第一密钥、所述服务器存储的设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息之后,包括:
如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端的设备类型;
如果所述设备类型属于静态终端,执行所述获取所述终端的第一位置信息以及所述服务器存储的第二位置信息的步骤;或,
如果所述设备类型属于移动终端,执行所述获取所述终端当前的移动行为状态信息的步骤。
结合本设计,服务器可以针对当前接入认证的终端,智能地选择匹配的校验方式,从而极大地提高了灵活性。
在一种可能的设计中,所述方法还包括:
根据所述接入请求携带的所述设备标识信息,获取所述设备标识信息对应的第一密钥;
如果所述第一密钥有效,执行所述向所述终端发送第一验证指令的步骤;或,如果所述第一密钥失效,生成更新后的第一密钥;向所述终端发送第二验证指令,所述第二验证指令用于指示所述终端基于所述更新后的第一密钥、设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第一验证信息。
结合本设计,终端和服务器存储的第一密钥是定期更新的,具有高时效性,即使不法分子从终端中窃取了第一密钥,采用得到的第一密钥进行接入认证,也会由于得到的第一密钥失效,使得接入认证失败,从而极大地提高了安全性。
进一步地,终端与服务器之间无需传输更新后的第一密钥,只需传输第一随机数和第二随机数,即可保证每当终端与服务器对第一密钥进行更新时,两侧更新的第一密钥一致。那么,即使不法分子截获了服务器向终端传输的信息,也只能得到第一随机数和第二随机数,第一随机数和第二随机数无法起到和第一密钥相同的认证功能,不法分子采用第一随机数和第二随机数进行接入认证,使得接入认证失败,从而避免传输的信息被窃取而导致认证机制被攻破的风险,极大地提高了安全性。
进一步地,考虑到如果终端每次接入时,都要协商新的第一密钥,会增加终端的处理负荷,消耗终端的电量,而本实施例中,通过为第一密钥设计到期时间点和/或获取次数的机制,只有在第一密钥失效的时候才重新协商新的第一密钥。由于在第一密钥有效的情况下可以直接使用认证凭据,避免终端频繁生成新的第一密钥的情况,因此减轻了终端的处理负荷,节约了终端消耗的电量。
在一种可能的设计中,所述第一验证指令携带所述服务器生成的第一随机数以及有效标识,所述有效标识用于标识所述终端存储的第一密钥有效。
在一种可能的设计中,所述第二验证指令携带所述服务器生成的第一随机数、第二随机数以及失效标识,所述第二随机数用于生成所述更新后的第一密钥,所述失效标识用于标识所述终端存储的第一密钥失效。
在一种可能的设计中,所述生成更新后的第一密钥,包括:
根据所述第二随机数以及预共享密钥PSK,生成所述更新后的第一密钥。
在一种可能的设计中,所述获取所述设备标识对应的第一密钥之后,所述方法还包括:
获取所述第一密钥的到期时间点与当前时间点之间的时间差;如果所述时间差小于第一时间差阈值,确定所述第一密钥有效;或,
统计所述第一密钥的获取次数;如果所述第一密钥的获取次数小于第一次数阈值,确定所述第一密钥有效。
在一种可能的设计中,所述方法还包括:
接收配置指令;对所述第一密钥的到期时间点或所述第一密钥的获取次数进行置位;或,如果所述终端的接入请求的失败次数达到第二次数阈值,对所述第一密钥的到期时间点或所述第一密钥的获取次数进行置位;
其中,置位后的到期时间点与当前时间点之间的时间差不小于所述第一时间差阈值,置位后的获取次数不小于所述第一次数阈值。
结合本设计,第一密钥的有效性可以进行灵活设置:如果第一密钥已泄露或者第一密钥存在泄露的风险,服务器可以对第一密钥的到期时间点和/或获取次数进行置位,达到终端以及服务器存储的第一密钥均自动失效的效果,则终端之后进行接入认证时,由于第一密钥已失效,终端和服务器需要重新协商更新后的第一密钥,从而极大地提高接入认证的安全性。
在一种可能的设计中,所述向所述终端发送第一验证指令,包括:
向所述终端发送短信,所述短信携带所述第一验证指令。
结合本设计,通过短信的方式发送第一验证指令,提高了接入认证机制被攻破的难度,相对于通过网络地址发送验证指令来说,能够提高安全性。
在一种可能的设计中,所述向所述终端发送第一验证指令之后,所述方法还包括:
接收所述终端的第一随机数;
如果所述第一随机数有效,执行所述基于所述服务器存储的第一密钥、所述设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息的步骤;或,如果所述第一随机数失效,向所述终端发送通知消息,所述通知消息用于指示所述终端重新发送接入请求。
结合本设计,通过对第一随机数的有效性进行验证,可以达到防重放攻击的效果:即使不法分子窃听到了第一随机数,通过窃听到的第一随机数,冒用终端的身份向服务器发送第一验证信息,而由于第一随机数生成后很快就会失效,或接收到一次就失效,则服务器接收到不法分子的第一验证信息时,会由于第一随机数已经失效,拒绝不法分子接入物联网。
在一种可能的设计中,所述向所述终端发送第一验证指令之后,所述方法还包括:
获取所述第一随机数的到期时间点与当前时间点之间的时间差;如果所述时间差小于第二时间差阈值,确定所述第一随机数有效;或,
统计所述第一随机数的接收次数;如果所述第一随机数的接收次数小于第三次数阈值,确定所述第一随机数有效。
在一种可能的设计中,所述设备标识信息包括设备指纹信息,所述设备指纹信息用于唯一标识所述终端,所述向所述终端发送第一验证指令之前,所述方法还包括:
根据设备型号、设备尺寸、设备供应商、设备序列号中的至少一项,生成所述终端的设备指纹信息。
结合本设计,通过结合唯一标识终端的设备指纹信息进行校验,能够极大地提高安全性。
在一种可能的设计中,所述获取所述终端的第一位置信息,包括:
向位置服务LBS节点发送位置信息请求,所述位置信息请求用于请求所述终端当前所处的位置;
接收所述LBS节点发送的所述终端的第一位置信息。
结合本设计,服务器通过LBS节点获取终端当前所处的位置,引入LBS节点作为抵御的机制,攻击者无法通过截获终端与服务器之间传输的信息,得到终端的位置,能够避免攻击者篡改终端向服务器上报的位置信息而导致攻破接入机制的情况,提高了攻击者攻破接入机制的难度,提高了安全性。
第二方面,提供了一种接入认证装置,所述装置包括多个功能模块,以实现上述第一方面以及第一方面的任一种可能设计中的接入认证方法。
第三方面,提供了一种服务器,所述服务器包括处理器、存储器和通信接口,所述存储器中存储有至少一条指令,所述指令由所述处理器加载并执行以实现上述第一方面以及第一方面的任一种可能设计中的接入认证方法,所述通信接口用于与其他设备进行通信。
第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令,所述指令由处理器加载并执行以实现上述第一方面以及第一方面的任一种可能设计中的接入认证方法。
第五方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括至少一条指令,所述指令由处理器加载并执行以实现上述第一方面以及第一方面的任一种可能设计中的接入认证方法。
附图说明
图1是本公开实施例提供的一种实施环境的示意图;
图2是本公开实施例提供的一种实施环境的示意图;
图3是本公开实施例提供的一种实施环境的示意图;
图4是本公开实施例提供的一种实施环境的示意图;
图5是本公开实施例提供的一种服务器的结构示意图;
图6是本公开实施例提供的一种接入认证方法的流程图;
图7是本公开实施例提供的一种接入认证装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
下面对本公开实施例涉及的一些技术术语进行解释:
终端:也可称为端侧设备或物联网终端,可以包括属于用户的设备、服务提供商放置在用户侧的设备、基础设施设备、公共场所的设备等,例如为井盖、消火栓、水表、电表、路灯、自行车、汽车等。
设备指纹信息:用于唯一标识对应的终端,可以对设备型号、设备尺寸、设备供应商、设备序列号中的至少一项进行哈希运算,将得到的哈希值作为设备指纹信息。
基于位置的服务(Location Based Service,LBS)节点:用于通过电信移动运营商的通讯网络(如3G网络、4G网络)或外部定位方式(如GPS),提供终端的位置信息,还可以在地理信息***(Geographic Information System,GIS)平台进行连接,通过GIS平台得到终端的位置信息。
数据包传输层安全性协议(Datagram Transport Layer Secur ity,DTLS):安全传输层协议(Transport Layer Security,TLS)不能用来保证用户数据报协议(UserDatagramProtoco l,UDP)上传输的数据的安全,因此DTLS试图在现存的TLS协议架构上提出扩展,使之支持UDP,即成为TLS的一个支持数据报传输的版本。DTLS 1.0基于TLS 1.1,DTLS 1.2基于TLS 1.2。
多因子认证(Multiple factors authent ication,MFA)是一种安全***,目的是建立一个多层次的防御,使未经授权的人或机器访问计算机***或网络更加困难。MFA通过结合两个或三个独立的凭证(用户所知道,用户所有拥有的,用户是什么)对用户进行认证。与单因子身份验证(用户所知道)相比,多因子身份认证更加安全。虽然PSK认证方法由于认证效率高效(与基于非对称加密的认证方法比),适合于端侧设备资源有限的接入认证场景,但是在涉及个人隐私的IoT场景还是不够安全。
||:连接符,例如“1||2”表示“12”。
重放攻击(Replay Attacks):又称重播攻击、回放攻击,是指攻击者发送一个目的主机已接收过的包,来达到欺骗***的目的,主要用于身份认证过程,破坏认证的正确性。重放攻击可以由拦截并重发数据的敌方进行。攻击者利用网络监听或者其他方式盗取通过认证密钥生成的认证信息,之后再把认证信息重新发给服务器。重放攻击在各种网络通信过程中都可能发生,是计算机世界黑客常用的攻击方式之一。
物联网中的终端由于设备价格成本和设备大小等限制,导致终端的软硬件资源受限。因此,终端难以做到像服务器一样有防火墙、杀毒、硬件加密等强大的安全防护能力,也没有条件生成足够安全的随机数或密钥,更无法确保密钥的存储安全。终端的厂商着力于在终端上实现更多的业务功能和良好的用户体验,因此在安全上会做出妥协,使得厂商在安全上的资源投入更加有限。另外,终端的用户安全意识薄弱,例如长时间不更新终端的密钥、默认密码不修改等。综上,终端的接入安全不能仅依赖于端侧用户、设备厂商和设备自身能力来保障。
而本发明设计了一种基于物联网端设备的安全接入方法,(1)为了增加攻击难度,结合预共享密钥(“我所知道的”)、短信验证信息(“我所拥有的”)、终端指纹信息(“我是谁”)等多个因子来共同认证设备身份的合法性。(2)在接入认证过程用于防重放和辅助认证身份的第一随机数(randA)由计算能力强大的服务器负责生成,服务器生成后可以通过短信通道传输给终端;(3)预共享密钥和第二随机数(randB)共同生成的第一密钥(authKey)具有一定的有效期,在有效期失效后,可通过短信重新协商更新后的第一密钥。另外,如果发生第一密钥泄露或发现终端行为异常,可手工将第一密钥的有效期设置为失效。(4)针对位置固定的静态终端(例如消火栓、水电表、路灯、井盖等),还可以进一步引入对位置信息的校验来作为接入认证的辅助手段。针对移动终端(例如自行车、汽车等),还可以进一步引入对移动行为状态信息的校验来作为接入认证的辅助手段。其中,终端的位置信息可以不通过终端传输给服务器进行认证,而是由服务器根据终端的通信号码向LBS节点直接获取。
对于采用PSK进行接入认证的方案来说,第一,由于认证机制完全依赖于PSK,而由于终端的资源有限,不足以很好的保护存储的PSK,因此存在“一旦PSK泄露即导致认证机制被攻破”的问题。第二,由于端侧设备资源有限,终端不具备产生安全的随机数的条件,很难保证产生足够安全的随机数用于防重放,因此导致认证机制中存在重放攻击的风险。第三,如果发现PSK泄露,服务器只能终止服务,召回设备或近端重新预置PSK。
而本公开实施例中,第一,引入多因子认证,除了PSK外还引入短信验证、设备指纹信息、位置信息、移动行为状态信息等认证因子来帮助进一步验证终端的身份,以解决认证机制的安全性单独依赖于PSK的问题,增加攻击者仿冒端侧设备接入的难度。第二,在本发明中,随机数不由终端生成,而是由计算能力强大的服务器生成,然后通过短信下发给终端,解决因终端资源有限导致的随机数不安全的风险。第三,本发明在PSK泄露或者失效时,提供在线协商新的PSK的机制,而不需要终止服务并召回终端或近端重新预置PSK。进一步地,本公开中第一密钥的有效期是可配置的,一旦发现第一密钥已泄露或者存在第一密钥泄露的风险,可立刻将第一密钥置为失效,下次接入认证时需要重新协商新的第一密钥,从而进一步增强接入机制认证的安全性。
图1是本公开实施例提供的一种实施环境的示意图,如图1所示,该实施环境包括终端101和服务器102,终端101和服务器102可以通过网络连接。
终端101可以具有接收和/或发送短信的功能,能够接收服务器102通过短信的形式发送的第一验证指令和/或第二验证指令。例如终端101可以配置短信单元,短信单元可以为物理上的实体单元或逻辑上的虚拟单元,短信单元用于接收和/或发送短信,在物理形态上可以为用户身份识别(Subscriber Identification Module,SIM)卡,或者为其他形态。另外,终端101还可以具有定位的功能,能够向LBS节点发送自身的位置,例如终端101可以配置位置定位追踪单元,位置定位跟踪单元可以为物理或逻辑上的单元,位置定位跟踪单元用于与LBS节点进行信息交互,可以为物理上的实体单元或逻辑上的虚拟单元,在物理形态上可以为具有全球定位***(Global Positioning System,GPS)功能的集成电路,或者为其他形态。
服务器102也可称为平台侧服务器102、认证服务器102等,当终端101要接入物联网时,服务器102会对终端101进行接入认证,以便对终端101接入物联网的行为进行控制,提高安全性。
参见图2,服务器102可以包括接入认证单元、数据存储单元,解密单元,接入认证单元用于接收和处理终端101的接入认证请求,从数据存储单元获取PSK的密文、设备指纹信息的密文和第二位置信息的密文,向解密单元请求对密文进行解密,通过短信服务中心向终端101发送信息,从LBS节点获取设备的位置信息。数据存储单元用于存储用于认证终端101的PSK、设备指纹信息和第二位置信息、向接入认证单元提供PSK的密文、设备指纹信息的密文和第二位置信息的密文。解密单元用于对PSK的密文、设备指纹信息的密文和设备位置信息的密文进行解密,还用于处理接入认证单元的解密请求。
需要说明的是,服务器102可以被提供为一台服务器,接入认证单元、数据存储单元和解密单元可以映射为该服务器内部的单元,例如为物理上的实体单元或逻辑上的虚拟单元,服务器102也可以被提供为多台服务器组成的分布式***,接入认证单元、数据存储单元和解密单元可以映射为不同的服务器,例如分布式***中的服务器A充当接入认证单元,服务器B充当数据存储单元,服务器C充当解密单元,不同服务器之间通过信息交互执行接入认证的流程。
可选地,参见图3,该实施环境还可以包括短信服务中心,短信服务中心用于转发服务器102发送给端侧设备的短信,可以为互联网服务提供商(Internet ServiceProvider,ISP)的服务器,也可以为即时应用通信程序关联的服务器,例如聊天应用的后台服务器,本实施例对此不做限定。
可选地,参见图4,该实施环境还可以包括LBS节点,LBS节点用于获取终端的第一位置信息,向服务器提供设备的第一位置信息。LBS节点可以为ISP的服务器,也可以为GPS卫星关联的服务器,本实施例对此不做限定。
图5是本公开实施例提供的一种服务器的结构示意图,该服务器500可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessingunits,CPU)501和一个或一个以上的存储器502以及通信接口503。
其中,该存储器502中存储有至少一条指令,该至少一条指令由该处理器501加载并执行以实现本公开实施例提供的接入认证方法,通信接口503可以与其他设备进行通信。
当然,该服务器500还可以具有有线或无线网络接口、输入输出接口等部件,以便进行输入输出,该服务器500还可以包括其他用于实现设备功能的部件,在此不做赘述。
在示例性实施例中,还提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,例如存储有计算机程序的存储器,上述计算机程序被处理执行时实现下述实施例中所示的接入认证方法。例如,上述计算机可读存储介质可以是只读内存(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读光盘(Compact DiscRead-Only Memory,CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
以下,以权利要求书中的第一密钥称为authKey,第一随机数称为randA,第二随机数称为randB,第一验证信息称为验证信息V,第二验证信息称为验证信息V’,第一位置信息称为Dlocation’,第二位置信息称为Dlocation,对本公开实施例提供的技术方案进行详细阐述,需要说明的是,上述各种信息的命名可以根据实际需求进行设计,本实施例对此不做限定。
图6是本公开实施例提供的一种接入认证方法的流程图,该方法的交互主体包括终端和服务器,该方法包括以下步骤:
601、终端向服务器发送接入请求。
当终端要接入物联网时,可以生成接入请求,向服务器发送接入请求,以便触发接入认证的流程。其中,接入请求可以携带终端的设备标识信息,该设备标识信息用于标识终端的身份,可以包括终端的身份标识(Identification,ID)。
关于终端向服务器发送接入请求的方式,终端可以获取服务器的网络互连协议(Internet Protocol,IP)地址,基于服务器的IP地址向服务器发送接入请求。或者,终端可以向服务器发送短信,该短信中携带接入请求。
602、服务器接收终端的接入请求,根据接入请求携带的设备标识信息,获取设备标识信息对应的authKey。
服务器可以解析接入请求,得到接入请求携带的设备标识信息,根据设备标识信息与authKey之间的对应关系,获取接入请求中的设备标识信息对应的authKey。其中,设备标识信息与authKey之间的对应关系包括多个设备标识信息以及对应的多个authKey,设备标识信息与authKey之间的对应关系可以在服务器中预先存储。
603、服务器对authKey进行校验。
本实施例中,authKey可以定期失效并定期更新,服务器得到authKey后,可以对authKey进行校验,如果通过校验确定authKey有效,执行以下步骤604,如果通过校验确定authKey失效,执行以下步骤①,更新authKey,从而提高安全性。
示例性地,对authKey进行校验的过程可以包括以下方式一至方式二:
方式一、结合authKey的有效期对authKey进行校验。
本方式一具体可以包括以下步骤一至步骤三:
步骤一、服务器获取authKey的到期时间点与当前时间点之间的时间差。
authKey的到期时间点:用于指示authKey何时到期。在当前时间点到达到期时间点时,即authKey已到期时,服务器认为authKey失效,无法作为接入认证的有效凭据。authKey的到期时间点可以用T表示。服务器可以预先设置authKey的到期时间点,对应存储authKey的到期时间点与authKey,则服务器在获取authKey时,可以同时得到预先设置的authKey的到期时间点。
针对设置authKey的到期时间点的具体实现方式,在此示例性地提供以下两种设计:
设计一、服务器可以在生成authKey时,确定生成authKey的时间点,并获取预设时长,在生成authKey的时间点的基础上加上预设时长,将得到的时间点作为authKey的到期时间点。其中,该预设时长可以根据经验或业务需求确定,例如可以为5ms。
设计二、服务器可以接收配置指令,获取配置指令指示的时间点,作为authKey的到期时间点。其中,配置指令用于配置authKey的到期时间点,可以通过用户的输入操作触发。
步骤二、如果时间差小于第一时间差阈值,确定authKey有效。
服务器可以判断时间差是否小于第一时间差阈值,如果时间差小于第一时间差阈值,确定authKey有效,如果时间差不小于第一时间差阈值,确定authKey失效。其中,第一时间差阈值可以根据经验或业务需求设置,例如可以为0。
方式二、结合authKey的获取次数对authKey进行校验。
服务器可以统计authKey的获取次数,如果authKey的获取次数小于第一次数阈值,确定authKey有效,如果authKey的获取次数不小于第一次数阈值,确定authKey失效。其中,第一次数阈值可以根据经验或业务需求设置,例如可以为5。
针对统计authKey的获取次数的方式,服务器可以每当接收到接入请求时,累加authKey的获取次数,从而统计authKey的获取次数。例如,服务器可以在生成authKey时,将authKey的获取次数计为1,每当根据设备标识信息获取一次authKey时,向authKey的获取次数加一,从而通过迭代过程,得到authKey的获取次数。
在一种可能的设计中,authKey的有效性可以进行灵活设置:如果authKey已泄露或者authKey存在泄露的风险,服务器可以对authKey的到期时间点和/或获取次数进行置位,以使authKey自动失效,则终端之后进行接入认证时,由于authKey已失效,终端和服务器需要重新协商更新后的authKey。
关于置位的具体方式,结合上述方式一,服务器可以对authKey的到期时间点进行置位,例如将到期时间点置为某一预设时间点,置位后的到期时间点与当前时间点之间的时间差不小于第一时间差阈值,因此对到期时间点置位后,服务器在任意时刻接收到接入请求并获取authKey时,由于authKey的到期时间点与当前时间点之间的时间差不小于第一时间差阈值,则始终会判定authKey失效。也即是,服务器通过对authKey的到期时间点进行置位,达到终端以及服务器存储的authKey均自动失效的效果。
同理地,结合上述方式二,服务器可以对authKey的获取次数进行置位,例如将获取次数置为某一预设次数,置位后的获取次数会不小于第一次数阈值,因此对获取次数置位后,服务器在任意时刻接收到接入请求并获取authKey时,由于authKey的获取次数不小于第一次数阈值,则始终会判定authKey失效。也即是,服务器通过对authKey的获取次数进行置位,达到终端以及服务器存储的authKey均自动失效的效果。
关于对authKey进行置位的时机,可以包括以下设计一和设计二:
设计一、服务器可以接收配置指令,响应配置指令,对authKey的到期时间点和/或获取次数进行置位。其中,该配置指令可以由用户的输入操作触发,配置指令可以用于指示对authKey置为失效。
在一个示例性场景中,用户查看监控录像,发现家中的保险箱被偷走,可以立刻为保险箱执行输入操作,触发服务器的配置指令,则服务器会接收到配置指令,将保险箱的authKey的到期时间点和/或获取次数进行置位,从而令保险箱的authKey自动失效,使得失窃的保险箱无法接入物联网。
设计二、服务器可以在接入认证的过程中,统计终端的接入请求的失败次数,例如每当拒绝终端接入物联网时,向接入请求的失败次数加一。在统计过程中,可以判断终端的接入请求的失败次数是否达到第二次数阈值,如果失败次数达到第二次数阈值,表明可能发生了暴力猜测攻击的情况,则服务器可以对authKey的到期时间点和/或获取次数进行置位。可选地,如果失败次数达到第二次数阈值,服务器还可以按照预设告警方式进行告警,从而通知用户及时了解这一情况。
604、如果authKey有效,服务器向终端发送第一验证指令。
如果确定authKey有效,服务器可以生成第一验证指令,向终端发送第一验证指令,该第一验证指令用于指示终端基于终端存储的authKey、设备标识信息以及服务器生成的randA,生成验证信息V,以便服务器对终端生成的验证信息V进行校验。
其中,关于第一验证指令所指示的randA:服务器可以生成randA,randA用于供服务器生成验证信息V’,供终端生成验证信息V,另外randA还能用于认证过程抵御重放攻击。服务器可以在生成第一验证指令时,在第一验证指令中携带服务器生成的randA,以便终端通过第一验证指令中的randA生成验证信息V。
可选地,第一验证指令可以携带authKey的有效标识,有效标识用于标识终端存储的authKey有效,例如可以为1、Y等。服务器可以生成该有效标识,在第一验证指令中携带该有效标识,以便终端通过第一验证指令中的有效标识,得知存储的authKey有效,可以直接采用存储的authKey生成验证信息V,而暂时无需对存储的authKey进行更新。
针对服务器发送第一验证指令的方式,在此示例性地提供以下两种方式:
方式一、服务器可以向终端发送短信,短信携带第一验证指令。
服务器可以向短信服务中心发送短信,短信服务中心接收到短信后,可以向终端转发短信,从而实现终端接收服务器的短信的功能。其中,短信服务中心可以为运营商的服务器,或即时通信应用的服务器。另外,服务器也可以搭载发送短信的功能,可以由服务器直接向终端发送短信。
方式二、服务器可以通过终端的I P地址,向终端发送第一验证指令。
605、终端接收第一验证指令,基于存储的authKey、设备标识信息以及服务器生成的randA,生成验证信息V,向服务器发送验证信息V。
终端可以接收第一验证指令,对第一验证指令进行解析,得到第一验证指令中携带的有效标识,从而获知存储的authKey当前有效,可以直接采用存储的authKey生成验证信息V,因此,终端可以获取存储的authKey、设备标识信息以及服务器生成的randA,基于authKey、设备标识信息以及randA,生成验证信息V。
针对生成验证信息V的实现方式,终端可以采用哈希算法,对authKey、设备标识信息以及randA进行计算,将计算得到的哈希值作为验证信息V。其中,哈希算法可以为哈希消息认证码(Hash-based Message Authentication Code,HMAC)、安全散列算法(SecureHashAlgorithm,SHA)、密钥导出函数(Password-Based Key Derivation Function,PBKDF)算法、高级加密标准(Advanced Encrypt ion Standard,AES)算法等。
可选地,本实施例中的设备标识信息可以包括终端的ID以及终端的设备指纹信息,终端可以获取存储的authKey、ID、设备指纹信息以及randA,根据authKey、ID、设备指纹信息以及randA,生成验证信息V。以设备指纹信息表示为FI,采用HMAC算法生成验证信息V为例,终端可以通过执行以下语句,生成验证信息V:
V=HMAC(authKey,ID||randA||FI)。
其中,关于设备指纹信息:终端可以预先获取自身的设备型号、设备尺寸、设备供应商、设备序列号中的至少一项,根据该设备型号、设备尺寸、设备供应商、设备序列号中的至少一项,生成设备指纹信息,存储设备指纹信息。其中,关于生成设备指纹信息的方式,终端可以采用哈希算法,对设备型号、设备尺寸、设备供应商、设备序列号中的至少一项进行计算,将计算得到的哈希值作为设备指纹信息。
以设备型号表示为DType、设备尺寸表示为size,设备供应商表示为vendor,设备序列号表示为SN,设备指纹信息表示为FI,生成设备指纹信息的哈希算法为SHA256为例,终端可以通过执行以下语句,生成设备指纹信息:
FI=SHA256(Dtype||size||vendor||SN)。
需要说明的第一点是,针对发送验证信息V的方式,终端可以基于服务器的IP地址向服务器发送验证信息V。或者,终端可以向服务器发送短信,该短信中携带验证信息V。
需要说明的第二点是,终端还可以在发送验证信息V的同时,还发送设备标识信息,以便服务器根据接收到的设备标识信息,确定验证信息V来自的终端。另外,终端还可以在发送验证信息V的同时,还发送randA,以便服务器根据接收到的randA,对randA是否有效进行认证。
示例性地,终端可以按照以下格式,向服务器发送验证信息V:(V||ID||randA)。
上述步骤604至步骤605阐述了authKey有效时终端和服务器的交互流程,而如果authKey无效时,上述步骤604至步骤605可以替代为以下步骤①至步骤④:
步骤①、如果authKey失效,服务器生成更新后的authKey。
如果服务器确定authKey失效,服务器可以生成randA和randB,randA的作用请参见上述步骤604,randB用于生成更新后的authKey,从而对失效的authKey进行更新。
针对通过randB生成更新后的authKey的实现方式,服务器可以获取预共享密钥PSK,根据randB以及PSK,生成更新后的authKey。具体地,服务器可以采用哈希算法,对randB以及PSK进行计算,将计算得到的哈希值作为更新后的authKey。以哈希算法为HMAC-SHA256为例,示例性地,服务器可以通过执行以下语句,生成更新后的authKey:
authKey=HMAC-SHA256(PSK,randB)
需要说明的第一点是,针对获取PSK的方式,服务器可以存储PSK的密文,如果要生成更新后的authKey,获取PSK的密文,对PSK的密文进行解密以得到PSK,从而提高PSK的存储安全性。示例性地,服务器可以包括数据存储模块和解密模块,数据存储模块用于存储PSK的密文,解密模块用于对PSK的密文进行解密,服务器可以从数据存储模块读取PSK的密文,将PSK的密文发送给解密模块,向解密模块发送解密请求,解密模块响应该解密请求,对PSK的密文进行解密后,可以得到PSK。
需要说明的第二点是,服务器可以在生成更新后的authKey时,为更新后的authKey设置到期时间点,对应存储更新后的authKey以及到期时间点,以便当终端下一次发起接入请求时,通过到期时间点验证更新后的authKey是否有效。其中,设置到期时间点的具体过程详见上述步骤603中的设计一,在此不做赘述。
步骤②、服务器向终端发送第二验证指令。
如果确定authKey失效,服务器可以生成第二验证指令,向终端发送第二验证指令,第二验证指令用于指示终端基于更新后的authKey、设备标识信息以及服务器生成的randA,生成验证信息V,以便服务器对终端生成的验证信息V进行校验。
针对第二验证指令的内容,服务器可以在第二验证指令中携带服务器生成的randA和randB,以便终端通过第二验证指令中的randA生成验证信息V,通过第二验证指令中的randB生成更新后的authKey。可选地,服务器还可以生成authKey的失效标识,在第二验证指令中携带失效标识,以便终端通过第二验证指令中的失效标识,确定存储的authKey已经失效,要对存储的authKey进行更新。其中,失效标识用于标识终端存储的authKey失效,例如可以为0、N等。
针对服务器发送第二验证指令的方式,如果确定authKey失效,考虑到可能出现了authKey被猜测攻击的情况,通过IP通道的方式发送第二验证指令可能已经不安全了,则服务器可以通过短信的方式发送第二验证指令,即,服务器可以向终端发送短信,短信携带第二验证指令,从而避免authKey泄露带来的风险。当然,在服务器定期更新authKey的情况中,如果服务器要主动更新终端的authKey,仍可以通过终端的IP地址,向终端发送第二验证指令。
步骤③、终端接收第二验证指令,生成更新后的authKey。
终端可以接收第二验证指令,对第二验证指令进行解析,得到第二验证指令中携带的失效标识,从而获知存储的authKey当前已失效。因此,终端会对存储的authKey进行更新,生成更新后的authKey,以便采用更新后的authKey生成验证信息V。另外,终端可以存储生成的更新后的authKey,以备下一次接入认证时使用。
关于终端生成更新后的authKey的方式,终端可以获取第二验证指令的randB,并获取预先存储的PSK,根据randB以及PSK,生成更新后的authKey。其中,终端可以采用哈希算法,对randB以及PSK进行计算,将计算得到的哈希值作为更新后的authKey。以哈希算法为HMAC-SHA256为例,终端可以通过执行以下语句,生成更新后的authKey:
authKey=HMAC-SHA256(PSK,randB)
其中,终端生成更新后的authKey的方式可以与上述步骤①中服务器生成更新后的authKey的方式相同,例如采用相同的哈希算法,那么由于终端和服务器生成更新后的authKey的方式相同,采用的参数同为randB,可以保证终端和服务器生成更新后的authKey具有一致性,实现通过authKey进行接入认证的功能。
以下,对定期更新的authKey进行接入认证的技术效果进行阐述:
第一,相关技术中,终端和服务器采用固定不变的PSK进行接入认证,一旦不法分子窃取终端存储的PSK,就会导致接入认证机制被攻破。而本实施例中,终端和服务器存储的authKey是定期更新的,具有高时效性,即使不法分子从终端中窃取了authKey,采用得到的authKey进行接入认证,也会由于得到的authKey失效,使得接入认证失败,从而极大地提高了安全性。
第二,本实施例中,终端与服务器之间无需传输更新后的authKey,只需传输randA和randB,即可保证每当终端与服务器对authKey进行更新时,两侧更新的authKey一致。那么,即使不法分子截获了服务器向终端传输的信息,也只能得到randA和randB,randA和randB无法起到和authKey相同的认证功能,不法分子采用randA和randB进行接入认证,使得接入认证失败,从而避免传输的信息被窃取而导致认证机制被攻破的风险,极大地提高了安全性。
第三,本实施例中,考虑到如果终端每次接入时,都要协商新的authKey,会增加终端的处理负荷,消耗终端的电量,而本实施例中,通过为authKey设计到期时间点和/或获取次数的机制,只有在authKey失效的时候才重新协商新的authKey。由于在authKey有效的情况下可以直接使用认证凭据,避免终端频繁生成新的authKey的情况,因此减轻了终端的处理负荷,节约了终端消耗的电量。
需要说明的是,本实施例仅是以第一验证指令携带有效标识,第二验证指令携带失效标识,以便终端根据有效标识以及失效标识区分不同的验证指令,从而按照不同的方式生成验证信息V为例进行描述,而在另一种可能的实现方式中,第一验证指令可以无需携带有效标识,第二验证指令也可以无需携带失效标识,而第一验证指令和第二验证指令可以通过其他方式指示终端存储的authKey是否有效,只需保证第一验证指令和第二验证指令有所区别即可。
例如,可以预先约定:携带一个随机数的验证指令为指示authKey有效的第一验证指令,携带两个随机数的验证指令为指示authKey失效的第二验证指令,则终端可以通过随机数的数量,区分不同功能的验证指令,从而分别进行响应。
步骤④、终端基于更新后的authKey、设备标识信息以及服务器生成的randA,生成验证信息V,向服务器发送验证信息V。
本步骤与上述步骤605中生成验证信息V以及发送验证信息V的过程同理,在此不做赘述。
606、服务器接收终端的验证信息,对randA的有效性进行验证。
针对获取randA的方式,在上述步骤605或步骤④中,如果终端在发送验证信息的同时,还发送了randA,则服务器可以直接对接收到的randA进行验证。而在上述步骤605或步骤④中,如果终端在发送验证信息时未发送randA,服务器可以获取上述步骤604或步骤①中生成的randA,例如可以在生成randA时,存储randA与设备标识信息之间的对应关系,可以根据终端的设备标识信息,得到设备标识信息对应的randA,以便对randA进行验证。
对randA的有效性进行验证的方式可以包括以下方式一和方式二:
方式一、结合randA的有效期对randA进行校验。
本过程与上述步骤603中的方式一同理,即,服务器可以获取randA的到期时间点与当前时间点之间的时间差,如果时间差小于第二时间差阈值,确定randA有效。其中,第二时间差阈值用于指示randA有效的最长时间,可以根据经验或业务需求设置,例如第二时间差可以为5ms。
方式二、结合authKey的接收次数对authKey进行校验。
本过程与上述步骤603中的方式二同理,即,服务器可以统计randA的接收次数,如果randA的接收次数小于第三次数阈值,确定randA有效。其中,第三次数阈值用于指示randA有效的最大次数。
607、如果randA有效,服务器基于服务器存储的authKey、设备标识信息以及服务器生成的randA,生成验证信息V’。
服务器生成验证信息V’的方式可以与上述步骤605中终端生成验证信息V的方式相同,例如采用相同的哈希算法,那么由于终端和服务器生成验证信息的方式相同,采用的参数同为authKey、设备标识信息以及randA,可以保证验证信息V和验证信息V’具有一致性。
例如,如果终端在上述步骤605中通过执行语句:V=HMAC(authKey,ID||randA||FI)来生成验证信息V,服务器可以通过执行语句:V’=hMAC(authKey,ID||randA||FI’)来生成验证信息V’。
需要说明的第一点是,服务器采用的设备标识信息可以包括终端的ID以及终端的设备指纹信息,针对获取终端的设备指纹信息的方式,服务器可以预先存储设备ID和设备指纹信息之间的对应关系,可以根据设备ID得到对应的设备指纹信息。可选地,服务器可以存储设备指纹信息的密文,对设备指纹信息的密文进行解密,得到设备指纹信息。
需要说明的第二点是,本步骤607是以randA有效为例进行描述,而如果randA失效,服务器可以生成通知消息,向终端发送通知消息,通知消息用于指示终端重新发送接入请求。则终端会返回到步骤601,重新执行发送接入请求的过程。
本实施例中,通过对randA的有效性进行校验,可以达到防重放攻击的效果:即使不法分子窃听到了randA,通过窃听到的randA,冒用终端的身份向服务器发送验证信息V,而由于randA生成后很快就会失效,或接收到一次就失效,则服务器接收到不法分子的验证信息V时,会由于randA已经失效,拒绝不法分子接入物联网。
608、如果验证信息V与验证信息V’一致,服务器获取终端的Dlocation’以及服务器存储的Dlocation,Dlocation’用于指示终端当前所处的位置,Dlocation用于指示终端的安装位置。
服务器可以对终端发送的验证信息V与自身生成的验证信息V’进行比对,如果验证信息V与验证信息V’一致时,服务器可以获取终端的Dlocation以及Dlocation’,从而结合终端的位置进行进一步校验。
针对获取Dlocation的方式,在安装终端时,服务器可以记录终端的安装位置,作为Dlocation,并存储终端的Dlocation与设备标识信息之间的对应关系,那么服务器接收到终端的验证信息V后,可以根据终端的设备标识信息,查询Dlocation与设备标识信息之间的对应关系,得到预先记录的终端的Dlocation。
可选地,服务器可以对终端的Dlocation进行加密,存储Dlocation的密文,如果要验证终端的位置信息,服务器可以对Dlocation的密文进行解密,得到Dlocation。示例性地,服务器可以包括数据存储模块和解密模块,数据存储模块存储终端的设备标识信息与Dlocation的密文之间的对应关系,服务器可以从数据存储模块中读取设备标识信息对应的Dlocation的密文,向解密模块发送解密请求,解密模块会对Dlocation的密文进行解密,得到Dlocation。
针对获取Dlocation’的方式,可选地,服务器可以向LBS节点发送位置信息请求,该位置信息请求用于请求终端的位置信息,LBS节点接收服务器的位置信息请求,响应该位置信息请求,会获取终端当前所处的位置,得到Dlocation’,向服务器发送Dlocation’,服务器可以接收该LBS节点发送的Dlocation’,从而得到终端的Dlocation’。
其中,针对LBS节点获取终端的Dlocation’的方式,LBS节点可以从终端中拉取终端当前所处的位置,从而得到Dlocation’,或者终端也可以向LBS节点主动发送当前所处的位置,LBS节点接收终端当前所处的位置,从而得到Dlocation’。
服务器通过LBS节点获取终端当前所处的位置,引入LBS节点作为抵御的机制,攻击者无法通过截获终端与服务器之间传输的信息,得到终端的位置,能够避免攻击者篡改终端向服务器上报的位置信息而导致攻破接入机制的情况,提高了攻击者攻破接入机制的难度,提高了安全性。
需要说明的是,上述过程仅是以通过LBS节点获取终端当前所处的位置为例进行说明,在一种可能的实现方式中,服务器也可以通过与终端进行信息交互,得到终端当前所处的位置,例如,服务器可以向终端发送位置信息请求,终端接收该位置信息请求,向服务器发送当前所处的位置,服务器可以接收终端发送的位置,作为Dlocation’。又如,终端可以主动向服务器发送当前所处的位置,服务器可以获取终端最新一次发送的位置,作为Dlocation’。其中,终端可以实时向服务器发送当前所处的位置,或周期性地向服务器发送当前所处的位置,或在终端当前所处的位置满足某一条件时向服务器发送当前所处的位置,本实施例对此不做限定。
609、如果Dlocation’和Dlocation符合第一预设条件,服务器允许终端接入物联网。
服务器得到Dlocation与Dlocation’时,可以判断Dlocation与Dlocation’是否符合第一预设条件,如果Dlocation’和Dlocation符合第一预设条件,允许终端接入物联网,而如果D ocation’和Dlocation不符合第一预设条件,拒绝终端接入物联网。
具体来说,服务器验证Dlocation与Dlocation’的过程可以包括以下方式一和方式二:
方式一、如果Dlocation’与Dlocation一致,允许终端接入物联网。
服务器可以判断Dlocation’与Dlocation是否一致,如果Dlocation’与Dlocation一致,允许终端接入物联网,如果Dlocation’与Dlocation不一致,拒绝终端接入物联网。可选地,服务器还可以在Dlocation’与Dlocation不一致,按照预设告警方式进行告警,以便用户及时获知终端当前所处的位置发生了迁移。
在一个示例性场景中,以终端为井盖为例,一旦小偷将井盖偷走,井盖当前所处的位置即会与井盖的安装位置不一致,那么服务器会发现井盖的Dlocation’与Dlocation不一致,会拒绝井盖接入物联网,同时还会进行告警,以便用户及时了解井盖被偷走的情况。
方式二、如果Dlocation’与Dlocation之间的距离小于预设距离,允许终端接入物联网。
服务器可以获取Dlocation’与Dlocation之间的距离,可以判断Dlocation’与Dlocation之间的距离是否小于预设距离,如果Dlocation’与Dlocation之间的距离小于预设距离,允许终端接入物联网,如果Dlocation’与Dlocation之间的距离不小于预设距离,拒绝终端接入物联网。其中,预设距离可以根据经验或业务需求确定,例如为60m。可选地,服务器还可以在Dlocation’与Dlocation不小于预设距离,按照预设告警方式进行告警,以便用户及时获知终端当前所处的位置发生了较大改变。
在一个示例性场景中,以终端为水表为例,某用户的家在装修时水表安装在了客厅,如果用户将水表从客厅改搬到自家的厨房,水表当前所处的位置与水表的安装位置之间的距离较小,因此服务器仍允许水表接入物联网。而当小偷将水表从用户的家中偷走,水表当前所处的位置与水表的安装位置之间的距离较大,因此服务器会拒绝水表接入物联网,同时还会进行告警,以便用户及时了解水表被偷走的情况。
需要说明的是,上述步骤608至步骤609仅是以结合终端当前所处的位置以及安装位置,对终端进行接入认证为例进行描述,在一种可能的实现方式中,上述步骤608至步骤609还可以替换为以下步骤(1)至步骤(2):
(1)如果验证信息V与验证信息V’一致,服务器获取终端当前的移动行为状态信息。
移动行为状态信息用于指示终端当前的移动状态,能够用来识别终端的行为,可以包括终端的移动轨迹、终端的移动速度、终端的移动范围中的至少一项。
针对获取终端的移动行为状态信息的方式,可选地,服务器可以向LBS节点发送移动行为状态信息请求,该移动行为状态信息请求用于请求终端的移动行为状态信息,LBS节点接收服务器的移动行为状态信息请求,响应该移动行为状态信息请求,会获取终端当前的移动行为状态信息,发送给服务器,服务器可以接收该移动行为状态信息,从而得到终端的移动行为状态信息。另外,服务器也可以直接通过与终端进行信息交互,得到终端的移动行为状态信息。
以LBS节点获取终端的移动行为状态信息为例,假设移动行为状态信息为终端的移动轨迹,LBS节点可以确定最近一段时间内终端所处的位置,得到多个位置,将多个位置按照记录时间的先后顺序依次连接,得到移动轨迹。其中,最近一段时间可以指以当前时间点为时间结束点,时长为预设时长的时间段。假设移动行为状态信息为终端的移动速度,LBS节点可以获取终端的GPS数据,解析该GPS数据,得到终端的移动速度。假设移动行为状态信息为终端的移动范围,LBS节点可以确定最近一段时间内终端所处的位置,得到多个位置,求取多个位置的并集,将该并集的边界线组成的范围作为终端的移动范围。
(2)如果移动行为状态信息符合第二预设条件,服务器允许终端接入物联网。
服务器得到终端的移动行为状态信息时,可以判断终端的移动行为状态信息是否符合第二预设条件,如果终端的移动行为状态信息符合第二预设条件,允许终端接入物联网,而如果终端的移动行为状态信息不符合第二预设条件,拒绝终端接入物联网。
具体来说,服务器对终端的移动行为状态信息进行校验的过程可以包括以下方式一和方式二:
方式一、如果移动行为状态信息与终端的预设移动行为状态信息之间的偏差小于预设偏差阈值,服务器允许终端接入物联网。
预设移动行为状态信息:预设移动信息用于指示终端正常运行时的移动状态,可以通过终端历史运行时的移动状态确定,可以看作终端习惯的移动状态。预设移动信息可以包括终端的预设移动轨迹、终端的预设移动速度、终端的预设移动范围中的至少一项。
针对获取预设移动行为状态信息的方式,服务器可以预先生成终端的预设移动行为状态信息,并存储终端的设备标识信息与预设移动行为状态信息之间的对应关系,在接入认证的过程中,可以根据终端的设备标识信息,查询终端的设备标识信息与预设移动行为状态信息之间的对应关系,得到预设移动行为状态信息,从而进行接入认证。
针对生成预设移动行为状态信息的方式,以预设移动行为状态信息为预设移动轨迹为例,服务器可以预先在历史时间周期内记录终端每天的移动轨迹,根据终端在历史时间周期内每天的移动轨迹,得到多个移动轨迹,对该多个移动轨迹进行统计,得到该预设移动轨迹。例如,服务器可以获取该多个移动轨迹的平均值,将平均值作为移动轨迹。又如,服务器可以获取该多个移动轨迹的加权平均值,将加权平均值作为预设移动轨迹,其中每个移动轨迹的权重可以根据对应的记录时间确定,例如移动轨迹的记录时间越新,则移动轨迹的权重越大。
另外,获取预设移动速度以及预设移动范围的方式与获取预设移动轨迹的方式同理,在此不做赘述。
关于对移动行为状态信息与预设移动行为状态信息之间的偏差进行校验的具体过程,服务器可以获取移动行为状态信息与预设移动行为状态信息之间的偏差,判断该偏差是否小于预设偏差阈值,如果偏差小于预设偏差阈值,允许终端接入物联网,如果偏差不小于预设偏差阈值,拒绝终端接入物联网。
以预设移动信息为终端的预设移动轨迹为例,服务器可以获取终端的移动轨迹与预设移动轨迹之间的偏差,例如选取多个时间点,分别获取移动轨迹和预设移动轨迹在同一时间点的位置,得到多对位置,计算每对位置之间不同位置的距离,得到多个距离,对多个距离求取平均值,将该平均值作为移动轨迹与预设移动轨迹之间的偏差。
示例性地,可以获取移动轨迹在6:00的位置以及预设移动轨迹在6:00的位置,计算这两个位置之间的距离1,获取移动轨迹在7:00的位置以及预设移动轨迹在7:00的位置,计算这两个位置之间的距离2,依次类推,最终对得到的所有距离求取平均值,得到偏差。
以预设移动信息为终端的预设移动速度为例,服务器可以获取终端的移动速度与预设移动速度之间的偏差,例如选取多个时间点,获取移动速度与预设移动速度在同一时间点之间的偏差,从而得到不同时间点对应的不同偏差,对多个偏差求取平均值,将该平均值作为移动速度与预设移动速度之间的偏差。
示例性地,可以获取6:00的移动速度与预设移动速度,计算这两个速度之间的偏差1,获取7:00的移动速度与预设移动速度,计算这两个速度之间的偏差2,最终对得到的所有偏差求取平均值,作为最终的偏差。
以预设移动信息为终端的预设移动范围为例,服务器可以获取终端的移动范围与预设移动范围之间的偏差,例如获取终端的移动范围超出预设移动范围的面积,将该面积作为偏差。
在一个示例性场景中,以终端为自行车、移动行为状态信息为移动轨迹为例,某用户平时一直骑车上下班,则自行车的预设移动轨迹为从家到单位,而当小偷将自行车偷走后,自行车当前的移动轨迹会与预设移动轨迹偏差较大,则服务器会拒绝自行车接入物联网,同时还会进行告警,以便用户及时了解自行车被偷走的情况。
方式二、服务器将移动行为状态信息输入到分类模型,输出移动行为状态信息的类别,如果类别为预设类别,服务器允许终端接入物联网。
分类模型:用于根据移动行为状态信息进行分类,将移动行为状态信息输入至分类模型后,分类模型可以输出移动行为状态信息的类别。其中,可以采用预设类别指示对应的终端的移动状态正常,服务器将移动行为状态信息输入至分类模型后,如果分类模型输出的类别为预设类别,可以确定终端的移动状态正常,因此服务器会允许终端接入物联网。而如果分类模型输出的类别不为预设类别,可以确定终端的移动状态不正常,因此服务器会拒绝终端接入物联网。
针对得到分类模型的方式,可以预先收集终端的大量样本移动行为状态信息,为每个样本移动行为状态信息打上标签,即标注样本移动行为状态信息所属的类别,其中如果样本移动行为状态信息对应的移动状态正常,则标注样本移动行为状态信息所属的类别为预设类别,如果样本移动行为状态信息对应的移动状态不正常,则标注样本移动行为状态信息所属的类别为其他类别。之后,采用机器学习方式,对已标注的大量样本移动行为状态信息进行训练,得到分类模型,该分类模型通过大量样本移动行为状态信息,可以学习到终端的移动状态的习惯,因此能够根据终端当前的移动行为状态信息,准确地预测出移动行为状态信息的类别,从而判决终端当前的移动状态是否正常。
需要说明的第一点是,在一种可能的设计中,可以将上述步骤608至步骤609、步骤(1)至步骤(2)这两种校验的方式提供为不同服务器的处理逻辑,对于管理静态终端的服务器来说,该服务器在执行本公开提供的接入认证方法时,会执行上述步骤608至步骤609,对于管理移动终端的服务器来说,该服务器在执行本公开提供的接入认证方法时,会执行步骤(1)至步骤(2)。
其中,静态终端是指位置较为固定的终端,例如可以为井盖、消火栓、水表、电表、路灯、电视、空调、取款机、监控摄像头、打印机等,静态终端正常运行时,位置一般不会发生改变或改变的程度较小。移动终端是指位置经常移动的终端,例如可以为自行车、汽车、车载终端、可穿戴设备等。
而在另一种可能的设计中,可以将上述步骤608至步骤609、步骤(1)至步骤(2)这两种校验的方式集成为一套处理逻辑,由同一服务器执行,而服务器可以针对当前接入认证的终端,智能地从两种方式中选择匹配的校验方式,从而极大地提高了灵活性
针对选择校验方式的具体实现方式,示例性地,如果验证信息V与验证信息V’一致,服务器可以获取终端的设备类型,如果终端的设备类型属于静态终端,服务器可以执行步骤608至步骤609,而如果终端的设备类型属于移动终端,服务器可以执行以上步骤(1)至步骤(2)。
其中,关于获取设备类型的方式,可选地,服务器可以根据终端的设备标识信息,查询设备标识信息与设备类型之间的对应关系,得到终端的设备类型。其中,服务器可以在将每个终端的信息存储入库时,记录终端的设备类型,建立并存储终端的设备类型与设备标识信息之间的对应关系,以便在接入认证时可以查询该对应关系。当然,服务器也可以无需存储终端的设备类型与设备标识信息之间的对应关系,而是由终端主动发送自身的设备类型,例如终端和服务器可以预先约定,将设备类型作为接入请求中的某一字段,终端在发送接入请求时,会在接入请求中携带自身的设备类型,以便服务器解析接入请求时,可以得到终端的设备类型。
在一个示例性场景中,如果井盖进行接入认证,服务器确定井盖的设备类型属于静态终端,则通过步骤608至步骤609进行校验,如果自行车进行接入认证,服务器确定自行车的设备类型属于移动终端,则通过步骤(1)至步骤(2)进行校验。
需要说明的第二点是,服务器可以向终端返回认证的结果。例如,如果服务器允许终端接入物联网,可以向终端发送接入成功消息,如果服务器拒绝终端接入物联网,可以向终端发送接入失败消息。
本实施例提供的方法,提供了多因子认证的机制,结合存储的第一密钥、服务器生成的第一随机数以及终端当前所处的位置等多个认证因子,共同对终端的身份进行认证,即使某一认证因子泄露,也无法冒用终端的身份接入物联网,极大的提高了攻破接入认证机制的难度,提高了安全性。进一步地,认证过程采用的随机数由服务器负责生成,与终端相比,服务器具有更强大的计算能力,能够确保生成安全性高的随机数,通过安全性高的随机数生成的验证信息进行校验,提高了验证信息的难预测性,因此提高了安全性。
图7是本公开实施例示出的一种接入认证装置的结构示意图,应用于服务器中,装置包括:接收模块701、发送模块702、生成模块703、获取模块704和允许模块705。
接收模块701,用于接收终端的接入请求;
发送模块702,用于向终端发送第一验证指令;
该接收模块701,还用于接收终端的第一验证信息;
生成模块703,用于生成第二验证信息;
获取模块704,用于获取终端的第一位置信息以及服务器存储的第二位置信息;
允许模块705,用于允许终端接入物联网。
在一种可能的设计中,允许模块705,用于执行上述步骤609。
在一种可能的设计中,获取模块704,还用于获取终端当前的移动行为状态信息;
在一种可能的设计中,获取模块704,还用于获取终端的设备类型;
在一种可能的设计中,获取模块704,还用于获取第一密钥;
发送模块702,还用于执行步骤604或步骤605中的步骤①至步骤②。
在一种可能的设计中,生成模块703,用于生成更新后的第一密钥。
在一种可能的设计中,装置还包括:第一密钥验证模块,用于执行步骤603。
在一种可能的设计中,该接收模块701,还用于接收配置指令;
该装置还包括:置位模块,用于对第一密钥的到期时间点或第一密钥的获取次数进行置位;
在一种可能的设计中,发送模块702,用于向终端发送短信。
在一种可能的设计中,该接收模块701,还用于接收所述终端的第一随机数;
在一种可能的设计中,生成模块703,还用于如果第一随机数有效,生成第二验证信息;
在一种可能的设计中,发送模块702,还用于如果第一随机数失效,向终端发送通知消息。
在一种可能的设计中,该装置还包括:随机数校验模块,用于执行步骤606。
在一种可能的设计中,生成模块703,还用于生成终端的设备指纹信息。
在一种可能的设计中,获取模块704,包括:
发送子模块,用于向位置服务LBS节点发送位置信息请求;
接收子模块,用于接收LBS节点发送的第一位置信息。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括一个或多个指令,在服务器上加载和执行所述指令时,可以实现本公开实施例所述的接入认证方法。该服务器可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该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个计算机可读存储介质传输,例如,该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或无线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。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取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。该可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,数字视频光盘(digital video disc,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
以上所述仅为本公开的可选实施例,并不用以限制本公开,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (36)
1.一种接入认证方法,其特征在于,应用于服务器中,所述方法包括:
接收终端的接入请求;
向所述终端发送第一验证指令,所述第一验证指令用于指示所述终端基于所述终端存储的第一密钥、设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第一验证信息;
接收所述终端的第一验证信息;
基于所述服务器存储的第一密钥、所述设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息;
如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端的第一位置信息以及所述服务器存储的第二位置信息,所述第一位置信息用于指示所述终端当前所处的位置,所述第二位置信息用于指示所述终端的安装位置;
如果所述第一位置信息和所述第二位置信息符合第一预设条件,允许所述终端接入物联网。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述如果所述第一位置信息和所述第二位置信息符合第一预设条件,允许所述终端接入物联网,包括:
如果所述第一位置信息与所述第二位置信息一致,允许所述终端接入物联网;或,
如果所述第一位置信息与所述第二位置信息之间的距离小于预设距离,允许所述终端接入物联网。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述服务器存储的第一密钥、所述服务器存储的设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息之后,所述方法还包括:
如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端当前的移动行为状态信息;
如果所述移动行为状态信息符合第二预设条件,允许所述终端接入物联网。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述如果所述移动行为状态信息符合第二预设条件,允许所述终端接入物联网,包括:
如果所述移动行为状态信息与所述终端的预设移动行为状态信息之间的偏差小于预设偏差阈值,允许所述终端接入物联网,所述预设移动行为状态信息用于指示所述终端正常运行时的移动状态;或,
将所述移动行为状态信息输入到分类模型,输出所述移动行为状态信息的类别,所述分类模型用于根据移动行为状态信息进行分类;如果所述类别为预设类别,允许所述终端接入物联网。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述移动行为状态信息包括所述终端的移动轨迹、所述终端的移动速度、所述终端的移动范围中的至少一项。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述服务器存储的第一密钥、所述服务器存储的设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息之后,所述方法还包括:
如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端的设备类型;
如果所述设备类型属于静态终端,执行所述获取所述终端的第一位置信息以及所述服务器存储的第二位置信息的步骤;或,
如果所述设备类型属于移动终端,执行所述获取所述终端当前的移动行为状态信息的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述接入请求携带的所述设备标识信息,获取所述设备标识信息对应的第一密钥;
如果所述第一密钥有效时,执行所述向所述终端发送第一验证指令的步骤;或,如果所述第一密钥失效时,生成更新后的第一密钥;向所述终端发送第二验证指令,所述第二验证指令用于指示所述终端基于所述更新后的第一密钥、设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第一验证信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一验证指令携带所述服务器生成的第一随机数以及有效标识,所述有效标识用于标识所述终端存储的第一密钥有效。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第二验证指令携带所述服务器生成的第一随机数、第二随机数以及失效标识,所述第二随机数用于生成所述更新后的第一密钥,所述失效标识用于标识所述终端存储的第一密钥失效。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述生成更新后的第一密钥,包括:
根据所述第二随机数以及预共享密钥PSK,生成所述更新后的第一密钥。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述获取所述设备标识对应的第一密钥之后,所述方法还包括:
获取所述第一密钥的到期时间点与当前时间点之间的时间差;如果所述时间差小于第一时间差阈值,确定所述第一密钥有效;或,
统计所述第一密钥的获取次数;如果所述第一密钥的获取次数小于第一次数阈值,确定所述第一密钥有效。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收配置指令;对所述第一密钥的到期时间点或所述第一密钥的获取次数进行置位;或,
如果所述终端的接入请求的失败次数达到第二次数阈值,对所述第一密钥的到期时间点或所述第一密钥的获取次数进行置位;
其中,置位后的到期时间点与当前时间点之间的时间差不小于所述第一时间差阈值,置位后的获取次数不小于所述第一次数阈值。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述向所述终端发送第一验证指令,包括:
向所述终端发送短信,所述短信携带所述第一验证指令。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述向所述终端发送第一验证指令之后,所述方法还包括:
接收所述终端的第一随机数;
如果所述第一随机数有效,执行所述基于所述服务器存储的第一密钥、所述设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息的步骤;或,如果所述第一随机数失效,向所述终端发送通知消息,所述通知消息用于指示所述终端重新发送接入请求。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述向所述终端发送第一验证指令之后,所述方法还包括:
获取所述第一随机数的到期时间点与当前时间点之间的时间差;如果所述时间差小于第二时间差阈值,确定所述第一随机数有效;或,
统计所述第一随机数的接收次数;如果所述第一随机数的接收次数小于第三次数阈值,确定所述第一随机数有效。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述设备标识信息包括设备指纹信息,所述设备指纹信息用于唯一标识所述终端,所述向所述终端发送第一验证指令之前,所述方法还包括:
根据设备型号、设备尺寸、设备供应商、设备序列号中的至少一项,生成所述终端的设备指纹信息。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述终端的第一位置信息,包括:
向位置服务LBS节点发送位置信息请求,所述位置信息请求用于请求所述终端当前所处的位置;
接收所述LBS节点发送的所述终端的第一位置信息。
18.一种接入认证装置,其特征在于,应用于服务器中,所述装置包括:
接收模块,用于接收终端的接入请求;
发送模块,用于向所述终端发送第一验证指令,所述第一验证指令用于指示所述终端基于所述终端存储的第一密钥、设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第一验证信息;
所述接收模块,还用于接收终端的第一验证信息;
生成模块,用于基于所述服务器存储的第一密钥、所述设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息;
获取模块,用于如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端的第一位置信息以及所述服务器存储的第二位置信息,所述第一位置信息用于指示所述终端当前所处的位置,所述第二位置信息用于指示所述终端的安装位置;
允许模块,用于如果所述第一位置信息和所述第二位置信息符合第一预设条件,允许所述终端接入物联网。
19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述允许模块,用于如果所述第一位置信息与所述第二位置信息一致,允许所述终端接入物联网;或,如果所述第一位置信息与所述第二位置信息之间的距离小于预设距离,允许所述终端接入物联网。
20.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述获取模块,还用于如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端当前的移动行为状态信息;
所述允许模块,还用于如果所述移动行为状态信息符合第二预设条件,允许所述终端接入物联网。
21.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述允许模块,用于如果所述移动行为状态信息与所述终端的预设移动行为状态信息之间的偏差小于预设偏差阈值,允许所述终端接入物联网,所述预设移动行为状态信息用于指示所述终端正常运行时的移动状态;或,将所述移动行为状态信息输入到分类模型,输出所述移动行为状态信息的类别,所述分类模型用于根据移动行为状态信息进行分类;如果所述类别为预设类别,允许所述终端接入物联网。
22.根据权利要求20或21所述的装置,其特征在于,所述移动行为状态信息包括所述终端的移动轨迹、所述终端的移动速度、所述终端的移动范围中的至少一项。
23.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述获取模块,还用于:
如果所述第一验证信息与所述第二验证信息一致,获取所述终端的设备类型;
如果所述设备类型属于静态终端,执行所述获取所述终端的第一位置信息以及所述服务器存储的第二位置信息的步骤;或,
如果所述设备类型属于移动终端,执行所述获取所述终端当前的移动行为状态信息的步骤。
24.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述获取模块,还用于:根据所述接入请求携带的所述设备标识信息,获取所述设备标识信息对应的第一密钥;
所述发送模块,还用于如果所述第一密钥有效,执行所述向所述终端发送第一验证指令的步骤;或,如果所述第一密钥失效,生成更新后的第一密钥;向所述终端发送第二验证指令,所述第二验证指令用于指示所述终端基于所述更新后的第一密钥、设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第一验证信息。
25.根据权利要求24所述的装置,其特征在于,所述第一验证指令携带所述服务器生成的第一随机数以及有效标识,所述有效标识用于标识所述终端存储的第一密钥有效。
26.根据权利要求24所述的装置,其特征在于,所述第二验证指令携带所述服务器生成的第一随机数、第二随机数以及失效标识,所述第二随机数用于生成所述更新后的第一密钥,所述失效标识用于标识所述终端存储的第一密钥失效。
27.根据权利要求26所述的装置,其特征在于,所述生成模块,用于根据所述第二随机数以及预共享密钥PSK,生成所述更新后的第一密钥。
28.根据权利要求24所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第一密钥验证模块,用于获取所述第一密钥的到期时间点与当前时间点之间的时间差;如果所述时间差小于第一时间差阈值,确定所述第一密钥有效;或,统计所述第一密钥的获取次数;如果所述第一密钥的获取次数小于第一次数阈值,确定所述第一密钥有效。
29.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,
所述接收模块,还用于接收配置指令;
所述装置还包括:置位模块,用于对所述第一密钥的到期时间点或所述第一密钥的获取次数进行置位;或,如果所述终端的接入请求的失败次数达到第二次数阈值,对所述第一密钥的到期时间点或所述第一密钥的获取次数进行置位;
其中,置位后的到期时间点与当前时间点之间的时间差不小于所述第一时间差阈值,置位后的获取次数不小于所述第一次数阈值。
30.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述发送模块,用于向所述终端发送短信,所述短信携带所述第一验证指令。
31.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,
所述接收模块,还用于接收所述终端的第一随机数;
所述生成模块,还用于如果所述第一随机数有效,执行所述基于所述服务器存储的第一密钥、所述设备标识信息以及所述服务器生成的第一随机数,生成第二验证信息的步骤;或,
所述发送模块,还用于如果所述第一随机数失效,向所述终端发送通知消息,所述通知消息用于指示所述终端重新发送接入请求。
32.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
随机数校验模块,用于获取所述第一随机数的到期时间点与当前时间点之间的时间差;如果所述时间差小于第二时间差阈值,确定所述第一随机数有效;或,统计所述第一随机数的接收次数;如果所述第一随机数的接收次数小于第三次数阈值,确定所述第一随机数有效。
33.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述生成模块,还用于根据设备型号、设备尺寸、设备供应商、设备序列号中的至少一项,生成所述终端的设备指纹信息。
34.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述获取模块,包括:
发送子模块,用于向位置服务LBS节点发送位置信息请求,所述位置信息请求用于请求所述终端当前所处的位置;
接收子模块,用于接收所述LBS节点发送的所述终端的第一位置信息。
35.一种服务器,其特征在于,所述服务器包括处理器、存储器和通信接口,所述存储器中存储有至少一条指令,所述指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求17任一项所述的接入认证方法所执行的操作,所述通信接口用于与其他设备进行通信。
36.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一条指令,所述指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求17任一项所述的接入认证方法所执行的操作。
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