一種認證向量組長度的動態(tài)選取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于EPS?AKA認證向量組長度K的動態(tài)選取方法，該方法以消息通信量和比特通信量為衡量因子，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)模型，選取滿足消息通信量和比特通信量整體最優(yōu)的K值作為認證向量長度，從而解決現(xiàn)有方法待選認證向量組長度空間小、獲取值不唯一、存在一定誤差等弊端。本發(fā)明優(yōu)化了僅以消息通信量為衡量標準的現(xiàn)有方案，有效提高了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量發(fā)生突變時網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)對能力，實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡(luò)資源的合理優(yōu)化配置。
【專利說明】一種認證向量組長度的動態(tài)選取方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明屬于移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用戶安全接入移動通信網(wǎng)絡(luò)時認證 向量組長度的動態(tài)選取方法。 【背景技術(shù)】
[0002] 第三代移動通信系統(tǒng) UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)和第 四代移動通信系統(tǒng)LTE (Long Term Evolution)的安全框架均采用AKA (Authentication and Key Agreement)協(xié)議機制以保證用戶安全接入網(wǎng)絡(luò)。在AKA協(xié)議中歸屬網(wǎng)絡(luò)HE/HLR(Home Environment/Home Location Register)向服務(wù)網(wǎng)絡(luò) SN/MME(Service Network/Mobility Management Entity) -次傳送多個認證向量，構(gòu)成向量組。認證向量組長度K的大小，將直 接影響整個網(wǎng)絡(luò)的資源優(yōu)化配置。
[0003] 3GPP協(xié)議中建議認證向量組長度為5,而現(xiàn)有的其他認證向量組長度選取方法主 要有兩種：一種是基于前一 SN駐留期間的認證量和認證向量組長度，選取認證向量組長度 變化步長為1，然后以消息通信量最小或消息通信量均值最小為衡量標準獲??；另一種是 基于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的認證速率，在泊松分布條件下，建立歸一化消息通信量與認證向量組長度 關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，找到認證速率與認證向量組長度間的選取對應(yīng)關(guān)系。但是，這兩種方法都 只是選取消息通信量為衡量因子，存在待選K值空間小、獲取K值不唯一的弊端；而以泊松 分布的模型存在一定的誤差。AKA中，HE發(fā)送K組AV到MME，若這些AV耗盡，則MME需要 請求另一個認證身份。顯然，認證向量組長度的大小與消息通信量、比特通信量皆有關(guān)。
[0004] 如何最大限度的利用整體網(wǎng)絡(luò)資源、使網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)當前業(yè)務(wù)需求合理動態(tài)的選 取認證向量組長度，已經(jīng)成為移動通信領(lǐng)域中的重要課題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有方法存在待選認證向量組長度空間小、獲取值不唯一以 及存在一定誤差的問題，基于網(wǎng)絡(luò)的運行情況，提供一種認證向量組長度的動態(tài)選取方法， 此方法同時以消息通信量和比特通信量為衡量因子，提高了整個網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。
[0006] 本發(fā)明方法的創(chuàng)新之處主要表現(xiàn)在：加入比特通信量這一衡量因子，設(shè)計新的選 取方法，獲得當前網(wǎng)絡(luò)的最佳認證向量組長度，完成用戶的安全接入操作。
[0007] 本發(fā)明提供的認證向量組長度的選取方法包含如下步驟：
[0008] 第一、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測發(fā)起請求的用戶當前所處的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)SN(Service Network)是否 處于切換狀態(tài)。如果SN處于切換狀態(tài)，利用監(jiān)測的當前網(wǎng)絡(luò)的認證請求速率λ，預(yù)估當前 時間Τ內(nèi)的認證量Μ ;如果SN處于非切換狀態(tài)，則直接統(tǒng)計時間Τ內(nèi)的認證量Μ ;
[0009] 第二、定義認證向量浪費率，初步篩選符合條件的認證向量組長度的待選空間 Κ，；
[〇〇1〇] 第三、根據(jù)比特通信量、消息通信量兩個衡量因子，設(shè)定選取原則，獲取當前網(wǎng)絡(luò) 下認證向量組長度初值Κ* ;
[0011] 第四、優(yōu)化初值K'統(tǒng)計實際認證量Μ'，判斷事件"〗
【權(quán)利要求】
1. 一種認證與密鑰協(xié)商機制中認證向量組長度K的動態(tài)選取方法，其特征在于，所述 方法包含如下步驟： 第一、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測發(fā)起請求的用戶當前所處的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)SN是否處于切換狀態(tài)；如果SN處 于切換狀態(tài)，利用監(jiān)測的當前網(wǎng)絡(luò)的認證請求速率λ，預(yù)估當前時間Τ內(nèi)的認證量Μ ;如果 SN處于非切換狀態(tài)，則直接統(tǒng)計時間Τ內(nèi)的認證量Μ ; 第二、定義認證向量浪費率，初步篩選符合條件的認證向量組長度的待選空間Κ' ； 第三、根據(jù)比特通信量、消息通信量兩個衡量因子，設(shè)定選取原則，獲取當前網(wǎng)絡(luò)下認 證向量組長度初值r; 第四、優(yōu)化初值礦；統(tǒng)計實際認證量Μ'，事件
欠ADR請求"未發(fā)生前，KnOT =礦；該事件發(fā)生后，
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一步認證量Μ的計算方法為： ① 當SN處于非切換狀態(tài)，由HE/HLR監(jiān)測當前時間Τ內(nèi)的實際認證量Μ ; ② 當SN處于切換狀態(tài)，若&為SN切換前最后一次執(zhí)行ADR的時間，ti+1為切換發(fā)生的 時間，&?ti+1期間執(zhí)行的UAR次數(shù)為m，則認證速率于是，獲得SN切換前的T時 間內(nèi)的認證量

3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二步定義認證向量浪費率，以縮小尋求 認證向量組長度的待選空間，該方法是： 監(jiān)測當前網(wǎng)絡(luò)時間T內(nèi)的認證量M，定義認證向量的兩個浪費率^和γ2，其中， ① 整體浪費率Y i :表示時間Τ內(nèi)或SN切換前最后一段不大于Τ的時間內(nèi)被丟棄的認 證向量占該段時間獲取的總認證向量的百分比；設(shè)
是一個根據(jù)實際 網(wǎng)絡(luò)情形設(shè)定的正數(shù)； ② 局部浪費率Y 2 :表不時間T內(nèi)或SN切換前最后一段不大于T的時間內(nèi)最后一次執(zhí) 行ADR獲得的K組AV被丟棄的認證向量占該段時間獲取的總認證向量的百分比；這里設(shè)定 局部浪費率Y2不大于50%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第三步所述獲取當前網(wǎng)絡(luò)下認證向量組 長度初值礦的方法：
這里設(shè)計的選取原則是：根據(jù)約束條件確定的待選K值集名__，從小到大將 消息通信量和比特通信量排序，并分別獲取相應(yīng)的K值序列

5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第四步優(yōu)化認證向量組長度初值擴的方 法是： 設(shè)認證量波動范圍為α，當實際認證量達到某一值后，一直保持初值礦=&將會造成 多余的比特通信量；為此，對認證向量組長度的選取進行如下優(yōu)化：如果實際認證量M'滿 Ji
次ADR請求"未發(fā)生前，
；該 事件發(fā)生后，則
為實際認證量和預(yù)估認證量之 差與預(yù)估認證量的比值，Mn"為預(yù)估的認證量。
【文檔編號】H04W12/06GK104066087SQ201410322705
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】白媛, 王倩, 賈其蘭 申請人:天津理工大學(xué)