CN116193427B - 利用手机sim卡实现北斗区域短报文用户认证的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，属于北斗短报文通信***领域。本发明设计了用户SIM卡、终端手机和用户码号绑定的动态认证机制，即认证信息的生成需要包含用户SIM卡、终端手机和用户码号以及认证时间信息，实现北斗短报文用户的动态认证。采用SIM卡、手机终端与用户码绑定的传统北斗短报文***的用户认证机制只依赖于用户卡，当用户卡信息被获取后存在被冒充的风险；本发明利用用户鉴权码，可以防止冒充的许可用户非法使用北斗短报文***的业务，甚至攻击北斗短报文***。

Description

利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法
技术领域
本发明属于北斗短报文通信***领域，具体涉及一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法。
背景技术
随着北斗区域民用短报文***(RSMC)应用领域的拓展，利用民用手机实现北斗短报文通信功能，尤其是用于应急救援、应急通信等领域，已成为北斗区域短报文通信***的重要发展方向，基于现有手机SIM卡，北斗大众手机短报文一卡双网应用(地面移动通信网络和北斗区域短报文网络)，手机SIM卡支持地面移动通信网络用户的鉴权认证，但是对于北斗区域短报文用户，传统的用户鉴权机制不能支持标准手机SIM卡，因此对于一卡双网的用户，需要设计利用手机SIM卡的短报文用户鉴权认证方法，满足支持手机应用的北斗短报文用户使用要求。
北斗短报文用户在入网时，***需要对用户身份进行认证，防止非许可用户冒充许可用户非法使用北斗短报文***的业务，甚至攻击北斗短报文***。传统北斗短报文***的用户认证机制只依赖于用户卡，当用户卡信息被获取后存在被冒充的风险。本发明结合地面移动通信网络的用户SIM规格，设计了一种用户SIM卡、终端手机和用户码号绑定的动态认证机制，即认证信息的生成需要包含用户SIM卡、终端手机和用户码号以及认证时间信息，实现北斗短报文用户的动态认证，防止非许可用户非法使用北斗短报文***。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，以解决传统北斗短报文***的用户认证机制只依赖于用户卡，当用户卡信息被获取后存在被冒充的风险的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，该方法包括如下步骤：
步骤S11：SIM卡制造完成交付运营商前，向SIM中写入SIM卡鉴权密钥，每一张SIM卡中的鉴权密钥由***的主密钥根据SIM卡ID分散写入，做到一卡一密；
步骤S12：用户申请服务开通前，在运营商或授权网点进行卡、机、号绑定，完成服务申请开通工作；
步骤S13：用户在进行短报文服务前，生成鉴权码；
步骤S14：按***与用户间的通信协议，将鉴权码填入用户待发送的数据帧中，并向***发送入站帧。
进一步地，所述步骤S13具体包括：
步骤S1301：利用SIM卡计算鉴权码生成Key；
步骤S1302：从手机中获取当前时间，将其转化为北斗时的周内分钟计数，并对周内分钟计数进行SM3运算，获得鉴权码生成数据；
步骤S1303：计算鉴权码，利用鉴权码生成Key对鉴权码生成数据进行SM4运算，并取结果的高22bit，作为用户当前的鉴权码。
进一步地，所述步骤S1301具体包括：利用SIM卡鉴权密钥对手机终端的IMEI序列进行SM4运算，获得鉴权码生成Key；
即：鉴权码生成Key＝SM4(SIM卡鉴权密钥，IMEI)。
进一步地，所述步骤S1302具体包括:
鉴权码生成数据＝SM3(北斗时周内分钟计数)。
进一步地，所述步骤S1303具体包括:
鉴权码＝高22bi t[SM4(鉴权码生成Key，鉴权码生成数据)]。
一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，该方法包括如下步骤：
步骤S21：根据用户入站帧中的用户ID，从***数据库中查找该ID所绑定的终端IMEI、SIM卡ID；
步骤S22：通过主密钥和SIM卡ID计算SIM卡鉴权密钥；
步骤S23：根据SIM卡鉴权密钥对终端IMEI序列进行SM4运算，计算鉴权码生成Key；
步骤S24：从***中读取当前***时间的周内分钟计数值与下一周内分钟计数值，分别利用鉴权码生成Key对当前周内分钟计数值与下一周内分钟计数值进行SM3运算，得到两个不同分钟计数值对应的鉴权生成数据，并计算得到两种情况下的鉴权码；
步骤S25：将用户发送的鉴权码与***侧计算的鉴权码比较，若用户发送的鉴权码与***侧计算的两种鉴权码均不一致，则鉴权失败，否则鉴权成功；
步骤S26：对于鉴权成功的用户，***侧响应用户指令，否则不响应。
进一步地，所述步骤S23具体包括：
鉴权码生成Key＝SM4(SIM卡鉴权密钥，IMEI)。
进一步地，鉴权生成数据采用如下方式生成：
鉴权码生成数据＝SM3(***时间周内分钟计数)。
进一步地，鉴权码采用如下方式生成：
鉴权码＝高22bi t[SM4(鉴权码生成Key，鉴权码生成数据)]。
所述步骤S25之后还包括：步骤S26：对于鉴权成功的用户，***侧响应用户指令，否则不响应。
(三)有益效果
本发明提出一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，采用SIM卡、手机终端与用户码绑定的传统北斗短报文***的用户认证机制只依赖于用户卡，当用户卡信息被获取后存在被冒充的风险；本发明利用用户鉴权码，可以防止冒充的许可用户非法使用北斗短报文***的业务，甚至攻击北斗短报文***。
附图说明
图1为本发明利用手机SIM卡的北斗区域短报文大众手机用户鉴权认证过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明属于北斗短报文通信***领域，具体涉及一种利用手机SIM卡的北斗区域短报文大众手机用户鉴权认证方法与***，其可运用在北斗短报文通信***中。
本发明设计了一种用户SIM卡、终端手机和用户码号绑定的动态认证机制，即认证信息的生成需要包含用户SIM卡、终端手机和用户码号以及认证时间信息，实现北斗短报文用户的动态认证。
一种利用手机SIM卡的北斗区域短报文大众手机用户鉴权认证方法，包括下列步骤：
步骤S11：SIM卡制造完成交付运营商前，向SIM中写入SIM卡鉴权密钥，每一张SIM卡中的鉴权密钥由***的主密钥根据SIM卡ID分散写入，已做到一卡一密；
步骤S12：用户申请服务开通前，在运营商或授权网点进行卡、机、号绑定，完成服务申请开通工作；
步骤S13：用户在进行短报文服务前，生成鉴权码，鉴权码生成流程为：
步骤S1301：利用SIM卡计算鉴权码生成Key，具体为
鉴权码生成Key＝SM4(SIM卡鉴权密钥，IMEI)
即利用SIM卡鉴权密钥对手机终端的IMEI序列进行SM4运算，获得鉴权码生成Key；
步骤S1302：从手机中获取当前时间，将其转化为北斗时的周内分钟计数，并对周内分钟计数进行SM3运算，获得鉴权码生成数据；
即：鉴权码生成数据＝SM3(北斗时周内分钟计数)
步骤S1303：计算鉴权码，利用鉴权码生成Key对鉴权码生成数据进行SM4运算，并取结果的高22bit，作为用户当前的鉴权码，具体为：
鉴权码＝高22bi t[SM4(鉴权码生成Key，鉴权码生成数据)]
步骤S14：按***与用户间的通信协议，将鉴权码填入用户待发送的数据帧中，并向***发送入站帧。
***侧对用户发送的鉴权码进行鉴权认证过程：具体为：
步骤S21：根据用户入站帧中的用户ID，从***数据库中查找该ID所绑定的终端IMEI、SIM卡ID；
步骤S22：通过主密钥和SIM卡ID计算SIM卡鉴权密钥；
步骤S23：根据SIM卡鉴权密钥对终端IMEI序列进行SM4运算，计算鉴权码生成Key，具体为：
鉴权码生成Key＝SM4(SIM卡鉴权密钥，IMEI)
步骤S24：从***中读取当前***时间的周内分钟计数值与下一周内分钟计数值，分别利用鉴权码生成Key对当前周内分钟计数值与下一周内分钟计数值进行SM3运算，得到两个不同分钟计数值对应的鉴权生成数据，并计算得到两种情况下的鉴权码；
鉴权码生成数据＝SM3(***时间周内分钟计数)；
鉴权码＝高22bi t[SM4(鉴权码生成Key，鉴权码生成数据)]。
步骤S25：将用户发送的鉴权码与***侧计算的鉴权码比较，若用户发送的鉴权码与***侧计算的两种鉴权码均不一致，则鉴权失败，否则鉴权成功；
步骤S26：对于鉴权成功的用户，***侧响应用户指令，否则不响应。
采用SIM卡、手机终端与用户码绑定的传统北斗短报文***的用户认证机制只依赖于用户卡，当用户卡信息被获取后存在被冒充的风险；本发明利用用户鉴权码，可以防止冒充的许可用户非法使用北斗短报文***的业务，甚至攻击北斗短报文***。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤S11：SIM卡制造完成交付运营商前，向SIM中写入SIM卡鉴权密钥，每一张SIM卡中的鉴权密钥由***的主密钥根据SIM卡ID分散写入，做到一卡一密；
步骤S12：用户申请服务开通前，在运营商或授权网点进行卡、机、号绑定，完成服务申请开通工作；
步骤S13：用户在进行短报文服务前，生成鉴权码；
步骤S14：按***与用户间的通信协议，将鉴权码填入用户待发送的数据帧中，并向***发送入站帧；
所述步骤S13具体包括：
步骤S1301：利用SIM卡计算鉴权码生成Key；
步骤S1302：从手机中获取当前时间，将其转化为北斗时的周内分钟计数，并对周内分钟计数进行SM3运算，获得鉴权码生成数据；
步骤S1303：计算鉴权码，利用鉴权码生成Key对鉴权码生成数据进行SM4运算，并取结果的高22bit，作为用户当前的鉴权码；
所述步骤S1301具体包括：利用SIM卡鉴权密钥对手机终端的IMEI序列进行SM4运算，获得鉴权码生成Key；
即：鉴权码生成Key＝SM4(SIM卡鉴权密钥，IMEI)；
所述步骤S1302具体包括:
鉴权码生成数据＝SM3(北斗时周内分钟计数)；
所述步骤S1303具体包括:
鉴权码＝高22bit[SM4(鉴权码生成Key，鉴权码生成数据)]。
2.一种利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤S21：根据用户入站帧中的用户ID，从***数据库中查找该ID所绑定的终端IMEI、SIM卡ID；
步骤S22：通过主密钥和SIM卡ID计算SIM卡鉴权密钥；
步骤S23：根据SIM卡鉴权密钥对终端IMEI序列进行SM4运算，计算鉴权码生成Key；
步骤S24：从***中读取当前***时间的周内分钟计数值与下一周内分钟计数值，分别利用鉴权码生成Key对当前周内分钟计数值与下一周内分钟计数值进行SM3运算，得到两个不同分钟计数值对应的鉴权生成数据，并计算得到两种情况下的鉴权码；
步骤S25：将用户发送的鉴权码与***侧计算的鉴权码比较，若用户发送的鉴权码与***侧计算的两种鉴权码均不一致，则鉴权失败，否则鉴权成功；
所述步骤S23具体包括：
鉴权码生成Key＝SM4(SIM卡鉴权密钥，IMEI)；
鉴权生成数据采用如下方式生成：
鉴权码生成数据＝SM3(***时间周内分钟计数)；
鉴权码采用如下方式生成：
鉴权码＝高22bit[SM4(鉴权码生成Key，鉴权码生成数据)]。
3.如权利要求2所述的利用手机SIM卡实现北斗区域短报文用户认证的方法，其特征在于，所述步骤S25之后还包括：步骤S26：对于鉴权成功的用户，***侧响应用户指令，否则不响应。
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