一种面向机载通信系统无线信号接入合法性认证方法与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种面向机载通信系统无线信号接入合法性认证方法。

背景技术：

1、无线信号的接入合法性认证是一种验证无线网络连接是否合法的过程；在无线网络连接中，只有经过合法认证的设备才能成功连接到网络，并开始通讯；这是为了确保网络的安全性和稳定性；合法性认证通常通过一种称为身份验证的过程来完成；设备需要提供相应的凭证，例如用户名和密码，以证明其合法性；一旦认证成功，设备就可以访问网络，进行数据传输和通讯；无线信号接入合法性认证是保护网络免受未经授权设备的入侵和攻击的重要手段；在实现机地通信中对外部设备接入合法性认证时，采用基于设备身份信息和加密数据的方法进行身份认证，一方面在进行合法性认证时，容易导致设备身份信息暴露，影响设备的安全性，另一方面设备身份信息和加密信息容易丢失和被破解，导致后续通信的机密性和安全性不足。

技术实现思路

1、为了克服在实现机地通信中对外部设备接入合法性认证时，采用基于设备身份信息和加密数据的方法进行身份认证，一方面在进行合法性认证时，容易导致设备身份信息暴露，影响设备的安全性，另一方面设备身份信息和加密信息容易丢失和被破解，导致后续通信的机密性和安全性不足的问题。

2、本发明的技术方案为：一种面向机载通信系统无线信号接入合法性认证方法，包括有以下步骤：

3、s11：对通信周期n、间断周期m和校验循环周期q进行初始化，其中，通信周期n为进行校验的周期，间断周期m为校验通过后暂停校验的周期，校检循环周期q为彻底停止校检的周期；

4、s12：按照通信周期n的初始值，通信双方互相发送校检信号，进行相互校检，持续n个校检周期，并在校检通过后进入下一步；

5、s13：在达到n个周期后，通信双方暂停校检，其中，暂停校检的时间为间断周期的初始值m；

6、s14：循环步骤s12-s13，进行持续校检，且暂停校检的次数达到校检循环周期q的初始值后，停止校验。

7、优选的，通过设置利用不同的通信周期n、间断周期m和校验循环周期q的数值实现通信双方的相互校验，不需要提供代表或者暴露用户信息的认证数据，实现了在不暴露用户信息的前提下，实现通信双方的相互验证，确认通信双方身份合法性，保证通信的安全性，且有效保证通信的加密性，可以有效保证后续通信的机密性和完整性，抵御重放攻击以及信号非法篡改，且可以减少对数据传输带宽的占用。

8、进一步地，在按照通信周期n的初始值，通信双方互相发送校检信号，进行相互校检时，包括有以下步骤：

9、s21：发送方在ti时刻向接收方发送第i个校验信号，其中，校验信号中包含有编码序列值yi，其中，i＝1,2,3,4……n；

10、s22：接收方收到校验信号，对校验信号中的编码序列值yi进行校验；

11、s23：校验完成后接收方记录校验结果，同时将与回复发送方确认信号；

12、s24：发送方接收到接收方回复的确认信号，并对确认信号进行校验；

13、s25：校验完成后发送方记录校验结果，结束一个校检周期；

14、s26：在设定的时间间隔xi后，进入下一周期的校验。

15、优选的，针对机载设备资源有限，本发明在实现上轻量化，不需要额外设备实现认证中心，或占用系统资源实现加密算法，兼容不同机载系统，适用场景更广泛。

16、进一步地，在设定的时间间隔xi后，进入下一周期的校验时，设定的时间间隔x1、x2、x3、x4……xi为一组预先设定的数值序列，且数值序列x1、x2、x3、x4……xi中的所有元素不完全相同。

17、进一步地，在校验完成后接收方记录校验结果，同时将与回复发送方确认信号时，回复的确定信号为带有编码序列值z1的ack信号，其中，编码序列值zi与编码序列值yi对应。

18、优选的，在通信双方进行验证时，通过利用固定且不完全相同的编码序列值进行相互认证，可以保证在初次校检通过后，后续通信的校检过程中，初四校检数据被非法入侵的情况下，后续通信的校检过程仍可完成通信的认证，保证后续通信的机密性和完整性。

19、进一步地，在按照通信周期n的初始值，通信双方互相发送校检信号，进行相互校检，持续n个校检周期，并在校检通过后进入下一步时，将校检不通过的情况划分为以下等级：

20、a11：第一等级，在通信链接正常的情况下，发送方未在指定的时间段内发送校检信号或者接收方未在指定的时间段内回复确定信号；

21、a12：第二等级，通信链接中断；

22、a13：第三等级，发送方发送错误的校检信号或者接收方回复错误的校检信号。

23、进一步地，在按照通信周期n的初始值，通信双方互相发送校检信号，进行相互校检时，通过以下方法对校检不通过的情况进行等级划分：

24、a21：发送方和接收方接收到错误信号时，直接记录为第三等级；

25、a22：发送方在ti时刻向接收者发送第i个校验信号的同时，开启通信周期定时器，若发送方未在规定的时间段内未接收到确认信号时，则进行通信链接判断，若通信链接中断，则判断为第二等级，否则判断为第一等级；

26、a23：接收方在接收到发送方发送的校检信号的同时，开启通信周期定位器，若在规定的时间段内未接收到下一个校检信号，则进行通信链接判断，若通信链接中断，则判断为第二等级，否则判断为第一等级。

27、进一步地，在按照通信周期n的初始值，通信双方互相发送校检信号，进行相互校检时，发送方通过以下方法对校检不通过的情况进行处理：

28、a31：对于第一等级的校检异常情况，发送方和接收方对网络延迟进行诊断，若网络延迟高，则将第一等级的校检异常进行记录，并继续校检流程，否则将异常校检判定等级修改为第二等级；

29、a32：对于第二等级的校检异常情况，发送方和接收方进行第二等级的校检异常进行记录，并停止校检流程，等待工作人员进行故障排除后重新启动；

30、a33：对于第三等级的校检异常情况，发送方和接收方记录第三等级的异常情况，并断开通信链接。

31、优选的，由于通信过程本身存在一定的同步误差，通信双方判定合法条件需满足在一定数量的通信周期内双方需要通过足够多的校验次数，确保被认定合法的用户的误判概率置信区间足够小，通过设置在校验过程中允许一定容错，可以保证校检过程在有效的情况下，减少外部因素如网络延迟以及网络终端的情况下对双方通信质量的影响，保证通信的稳定性。

32、进一步地，在对通信周期n、间断周期m和校验循环周期q进行初始化时，包括有以下步骤：

33、s31：通过随机数生成的方式或者人工设定的方式对通信周期n、间断周期m和校验循环周期q进行设定，并通过加密算法进行加密；

34、s32：加密完成后，将设定的通信周期n、间断周期m和校验循环周期q上传至发送方；

35、s33：发送方和接收方进行通信链路建立，并根据固定的通信周期n、间断周期m和校验循环周期q进行相互校检；

36、s34：校检完成后，发送方将加密后的通信周期n、间断周期m和校验循环周期q数值发送给接收方；

37、s35：接收方接收到加密后的通信周期n、间断周期m和校验循环周期q数值后进行解密，并发送固定的反馈信息给发送方；

38、s36：发送方和接收方同时对通信周期n、间断周期m和校验循环周期q进行更新，完成通信周期n、间断周期m和校验循环周期q的初始化设置。

39、进一步地，在通过随机数生成的方式或者人工设定的方式对通信周期n、间断周期m和校验循环周期q进行设定，并通过加密算法进行加密时，在离线无网络的设备上对通信周期n、间断周期m和校验循环周期q进行设定和加密。

40、进一步地，在循环步骤s12-s13，进行持续校检，且暂停校检的次数达到校检循环周期q的初始值后，停止校验之后，当达到设定的时间间隔后，若发送方与接收方的通信连接未断开，则重复步骤s11-s14重新开始校验。

41、本发明的有益效果：

42、1、相对于现有技术在实现机地通信中对外部设备接入合法性认证时，采用基于设备身份信息和加密数据的方法进行身份认证，一方面在进行合法性认证时，容易导致设备身份信息暴露，影响设备的安全性，另一方面设备身份信息和加密信息容易丢失和被破解，导致后续通信的机密性和安全性不足；该合法性认证方法通过设置基于校检周期的合法性认证方法，可以在在不暴露用户信息的前提下，实现通信双方的相互验证，确认通信双方身份合法性，保证通信的安全性，且通过校检周期的自定义设置，可以有效保证后续通信的机密性和安全性；

43、2、通过设置利用不同的通信周期n、间断周期m和校验循环周期q的数值实现通信双方的相互校验，不需要提供代表或者暴露用户信息的认证数据，实现了在不暴露用户信息的前提下，实现通信双方的相互验证，确认通信双方身份合法性，保证通信的安全性，且有效保证通信的加密性，可以有效保证后续通信的机密性和完整性，抵御重放攻击以及信号非法篡改，且可以减少对数据传输带宽的占用；

44、3、由于通信过程本身存在一定的同步误差，通信双方判定合法条件需满足在一定数量的通信周期内双方需要通过足够多的校验次数，确保被认定合法的用户的误判概率置信区间足够小，通过设置在校验过程中允许一定容错，可以保证校检过程在有效的情况下，减少外部因素如网络延迟以及网络终端的情况下对双方通信质量的影响，保证通信的稳定性；

45、4、针对机载设备资源有限，本发明在实现上轻量化，不需要额外设备实现认证中心，或占用系统资源实现加密算法，兼容不同机载系统，适用场景更广泛。