CN116235524B 一种安全通信方法以及装置 （华为技术有限公司）

2023.01.29PCT/CN2020/1075772020.08.06WO2022/027522ZH2022.02.10生成参数包括第一终端设备的邻近业务临时标生成的。第二终端设备接收该邻近业务请求消以保证第一终端设备和第二终端设备进行直接2第一终端设备向第一网元发送参数获取请求，所述参数获所述第一终端设备接收来自所述第一网元的参数获取响应，所述参所述第一终端设备根据根密钥和所述密钥生成参数生成第一发现密钥；所述第一终端设备发送邻近业务请求消息，所述邻近业务请求所述第一终端设备保存所述第一发现密钥和所述所述第一终端设备保存所述第一发现密钥和所述9.如权利要求1～8任一所述的方法，其特征在于，第一网元发送密钥生成参数，所述密钥生成参数包括第一3所述第一网元从第二终端设备接收验证请求，所述验证请求包括所所述第一网元根据所述邻近业务临时标识确定第一终端设备的第一发现密钥；所述第一网元在根据所述消息完整码与所述期望消息完整码对所述第一终端设备进所述第一网元接收来自所述第一终端设备的参数获取请求，所述参数所述第一网元在根据所述第一终端设备的身份标识对所述第一终端设备授权检查通所述第一网元向所述第一终端设备发送参数获取响应，所述参数获所述第一网元保存所述邻近业务临时标识和所述第一发现密钥的对应所述第一网元保存所述邻近业务临时标识和所述第一发现密钥的对应22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一网元根据所述邻近业务临时标所述第一网元根据所述邻近业务临时标识和根密钥生成所述第一发所述第一网元根据所述邻近业务临时标识，从密钥生成网元获取所述第一发现密钥；或所述第一网元根据所述身份标识，从所述密钥生成网元获取第二第二发现密钥和所述邻近业务临时标识生成所述第一发23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一网元根据所述邻近业务临时标所述第一网元根据所述邻近业务临时标识和根密钥生成所述第一发所述第一网元根据所述邻近业务临时标识，从密钥生成网元获取所述第一发现密钥；或所述第一网元根据所述身份标识，从所述密钥生成网元获取第二第二发现密钥和所述邻近业务临时标识生成所述第一发24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第一网元根据所述邻近业务临时标所述第一网元向密钥生成网元发送第一密钥获取请求，所述第一密钥4所述第一网元接收来自所述密钥生成网元的第一密钥获取响应，所述应包括所述第一发现密钥。所述第一网元向密钥生成网元发送第二密钥获取请求，所述第二密钥所述第一网元接收来自所述密钥生成网元的第二密钥获取响应，所述应包括所述第二发现密钥。认证服务功能网元、接入和移动性管理功能网元、应用27.如权利要求22_25任一所述的方法认证服务功能网元、接入和移动性管理功能网元、应用所述第一网元根据所述第一发现密钥生成子密钥；所述第一网元根据所述第一发现密钥生成子密钥；所述第一网元确定所述邻近业务临时标识的有效期，保存所述有效所述第一网元确定所述邻近业务临时标识的有效期，保存所述有效5第二终端设备接收第一终端设备发送的邻近业务请求消括所述第一终端设备的邻近业务临时标识和消所述第二终端设备在根据所述邻近业务临时标识确定能够支所述第二终端设备从所述第一网元接收验证响应，所述验证响应用于指所述第二终端设备根据所述验证结果确定与所述第一终端设备是否发送单元，用于向第一网元发送参数获取请求，所述接收单元，用于接收来自所述第一网元的参数获取响应，所述参数获取响应处理单元，用于根据根密钥和所述密钥生成参数生成第一发现密钥；所述发送单元，用于发送邻近业务请求消息，所述邻近业务请求消息6发送单元，用于发送密钥生成参数，所述密钥生接收单元，用于从第二终端设备接收验证请求，所述验证请求处理单元，用于根据所述邻近业务临时标识确定第一终端设备的第一所述发送单元，还用于向所述第二终端设备发送验证响应，所述验证所述处理单元，用于根据所述第一终端设备的身份标识对所述第一所述发送单元，用于向所述第一终端设备发送参数获取响应，所述保存所述邻近业务临时标识和所述第一发现密保存所述邻近业务临时标识和所述第一发现密根据所述邻近业务临时标识和根密钥生成所述第一发现密根据所述第一终端设备的身份标识，从所述密钥生成网元获取第二述第二发现密钥和所述邻近业务临时标识生成所述第一发现密钥。根据所述邻近业务临时标识和根密钥生成所述第一发现密根据所述身份标识，从所述密钥生成网元获取第二发现密钥，根据所述第二发7认证服务功能网元、接入和移动性管理功能网元、应用63.如权利要求58_61任一所述的装置，其认证服务功能网元、接入和移动性管理功能网元、应用根据所述第一发现密钥生成子密钥；根据所述第一发现密钥生成子密钥；确定所述邻近业务临时标识的有效期，保存所述有效期和所述确定所述邻近业务临时标识的有效期，保存所述有效期和所述8所述处理单元，还用于：根据所述验证结果确定与所述第一终端设9设备，第二终端设备也无法确定第一终端设备是否为一种真正需要邻近业务的终端设备，[0012]在一种可能的实现方式中，第一终端设备在基于第一发现密钥生成消息完整码参数获取响应包括currenttime、MAXoffset、validitytimer。currenttime、MAX识对第一终端设备授权检查通过后，为第一终端设备分配第一终端设备的邻近业务参数，[0029]在一种可能的实现方式中，参数获取请求还包括第一终[0031]在一种可能的实现方式中，参数获取请求还包括第一终[0032]通过上述方法，第一网元较为方便的通过其他网元对第一终端设备进行授权检一终端设备侧也预配置有该密钥。二密钥获取响应包括第二发现密钥。[0044]在一种可能的实现方式中，第一网元根据第一发现密钥现密钥。时标识和消息完整码；第二终端设备在根据邻近业务临时标识确定能够支持邻近业务后，储器，所述处理器被配置为支持所述第一终端设备执行上述第二方面方法中相应的功能。能(accessandmobilitymanagementfunction，AMF)网元、会话管理功能(session管理(unifieddatamanagement，UDM)网元、统一数据仓储(unifieddatare开放网元(networkexposurefunction，NEF)网元、5G直连通信发现名称管理功能(5Gdirectdiscoverynamemanagementfunction，5GDDNMF)网元、策略控制功能(policy疗(remotemedical)中的无线终端、智能电网(smartgrid)中的无线终端、运输安全(smarthome)中的无线终端等。在本申请实施例中的终端设备可以为能够在邻近业务(ProSeapplication)功能，具备ProSeapplication功能的终端设备间可以通过PC5口通终端设备确定可以为第一终端设备提供邻近业务时，可以为第一终端设备提供邻近业务，[0083]可选的，本申请实施例中，发现场景中的发现模式包括模式A(modelA)或模式BUE接收到announcingUE广播的消息后根据是否符合自己业务需求确定是否与announcing终端设备(responseUE)还是一个请求终端设备(queryUE)。其中，announcingUE与monitoringUE为上述modelA中的两端终端设备，ResponseUE与QueryUE分别对应上述modelB中的discovereeUE和discoverer证下第一终端设备的身份，确定第二终端设备是否为一个真正需要邻近业务的终端设备。或5GDDNMF网元基于第二终端设备上报的消息完整码和5GDDNMF网元根据第一终端设备的发现密钥计算的期望消息完整码进行验证。第二终端设备也可以从核心网网元或5GDDNMF网元获得与第一终端设备的发现密钥，由第二终端设备计算期望消息完整码进行验下第二终端设备的身份，确定第二终端设备是否为一个真正能提供邻近业务的终端设备。能够根据UE的匿名化标识或临时标识确定UE的用户永久性标识(subscriptionpermanent[0100]NEF网元将其他网元的能力和事件开放给第三方合作伙伴或AF网元。它为AF网元提供了一种安全地向第三代合作伙伴计划(3rdgenerationpartnershipAF网元交换的信息和核心网功能网元交换的信息进行[0102]在实际应用中，ProSeapplicationServer可以为AF网元，也即具备Prose[0103]5GDDNMF网元在开放邻近业务发现场景中，可以分配邻近业务应用标识(ProSeapplicationID)和邻近业务应用代码(ProSeapplicationcode)，以及处理邻近业务应用标识(ProSeapplicationID)和邻近业务应用代码(ProSeapplicationcode)之间的映射。5GDDNMF网元在受限邻近业务发现场景中，可以跟ProSeapplicationserver通过(ProSediscoveryUEID)和受限的邻近业务代码(ProSerestrictedcode)，以及处理邻近业务应用标识(ProSediscoveryUEID)和受限的邻近业务代码(ProSerestricted代码(ProSerestrictedcode)均可以作为本申请实施例中提及的邻近[0106]尽管未示出，核心网网元还包括认证服务功能(authenticationserverfunction，AUSF)网元、应用程序的身份验证和密钥管理锚点功能(authenticationandkeymanagementforapplications(AKMA)anchorfunc中AUSF网元能够利用终端设备的Kausf生成终端设备的发现密钥，将终端设备的发现密钥[0108]下面基于如图1B所示announcingUE)与M_UE(也即monitoringUE)之间进行验证的方式为例，对现有技术中发[0110]A_UE的邻近业务信息包括但不限于用户标识(useridentity)、发现模式[0111]在开放邻近业务发现场景中，useridentity可以为邻近业务应用标识(ProSeapplicationID)。这里仅以开放邻近业务发现场景为例，在受限邻近业务发现场景中，useridentity可以为限制邻近业务应用用户标识(restrictedPr邻近业务参数包括但不限于：邻近业务应用代码(ProSeapplicationcode)、有效期取5GDDNMF为M_UE分配的邻近业务参数的方式与A_UE通过A_AMF向5GDDNMF请求邻近业务参开放邻近业务发现场景为例，A_UE并无法知道M_UE是否真的有能力为其提供邻近业务的例提供的安全通信方法包括两部分，一部分为第一终端设备从第一网元获取密钥生成参备的用户永久性标识，如SUPI、通用公共用户标识(genericpublicsubscription第一终端设备的匿名化标识，如用户隐藏标识符(subscridiscovery场景中，邻近业务临时标识可以称为邻近业务应用代码，在restrictedProSe终端设备的用户标识为一种邻近业务场景(也即发现场景)中第一终端设备的应用层用户[0130]发现命令用于标识第一终端设备的类型，可以指示第一终端设备为announcing[0131]发现类型用于指示第一终端设备所属的发现场景为类型，如指示openProSediscovery或restrictedPro[0137]这里并不限定接入和移动性管理功能网元对该参数获取请求的解析操作的具体功能网元可以根据第一终端设备的身份标识确定第一终端设备的用端设备的标识信息(如第一终端设备的身份标识和用户标识中的至少一个)发送给其他网获取请求中携带的身份标识，也可以在第一终端设备通过控制面发送该参数获取请求时，发现类型与邻近业务的签约信息中的发现命令和[0154]第一网元可以将第一终端设备的身份标识和用户标识中的至少一个发送给其他据第一终端设备身份标识和/或确定第一终端设备的所有邻近业务的签约信息或第一终端识和用户标识中的至少一个确定第一终端设备的所有邻近业务的签约信息或第一终端设业务信息中的发现命令和发现类型与所有邻近业期，表征邻近业务临时标识的有效期的参数有许多，这些参数包括但不限于：当前时间[0161]currenttime是为基于第一网元的协调世界时间(coordinateduniversaltime)表示当前时间的时间信息。MAXoffset能够指示邻近业务临时标识的有效期的时间第一终端设备的身份标识获取终端设备粒度的发生成和存储均可参照标准S33.501v16.3.0标准中图6.2.1_1中的Kausf的生成和存储过程。以通过用户标识确定该预配置的密钥。[0180]密钥生成网元在确定了根密钥后，可以基于根密钥生成终端设备粒度的发现密密钥生成网元生成终端粒度的发现密钥时，未保存或无法获知的参数，如计数器值)以及第一网元生成邻近业务粒度的发现密钥时除时器指示的有效期也可以作为邻近业务粒度的发现密钥括第一终端设备的标识信息(如第一终端设备的身份标识和用户标识中的至少一个)和邻[0195]密钥生成网元在确定了根密钥后，可以基于根密钥生成邻近业务粒度的发现密他输入参数，也可以将第一终端设备的邻近业时器指示的有效期也可以作为邻近业务粒度的发现密钥[0204]第一网元生成终端设备粒度的发现密钥或邻近业务粒度的发现密钥的方式与密份标识和/用户标识从其他网元(如前述说明中的密钥生成近业务粒度的密钥也可以是终端设备粒度的密钥)之后，还可以根据第一终端设备的发现子密钥在第一终端设备侧还可以对一些参数(如邻近业务参数中的部分或全部)做完整性用于打乱消息的原始顺序实现干扰功能，使得每次在空口传递数据的比特位顺序是错乱施例并不限定第一网元根据第一终端设备的发现密钥生成子密钥的方式和生成的子密钥粒度的发现密钥和邻近业务粒度的发现密钥时使用的输入参数均可以作为生成子密钥的KDF(第一终端设备的发现密钥，0x02)，扰乱子密钥＝KDF(第一终端设备的发现密钥，[0208]又例如，第一网元也可以截取第一终端设备的发现密钥的一部分作为该子密[0209]第一网元在执行步骤204时，第一网元可以将生成第一终端设备的发现密钥所需时标识就可以将作为邻近业务参数和密钥生成参数的邻近业务临时标识发送给第一终端生成更新后的邻近业务粒度的发现密钥的密钥生成参数发送给网元也可以将一个或多个邻近业务临时标识对应的有效期计时器作为终端设备粒度的发第一终端设备在接收到第一网元发送的终端设备粒度的发现密钥或者邻近业务粒度的发[0220]本申请实施例并不限定第一终端设备根据第一终端设备的发现密钥生成消息完以根据邻近业务临时标识确定可以与第一终端进行邻近业务通信，也即能够支持邻近业在接收第一终端设备的邻近业务请求消息之后或之前，采用与如图2所示的实施例相似的第二终端设备预先获取的，也可以是从第一终端设备发送的邻近业务请求消息中获取的，[0243]第一终端设备可以采用与步骤303类似的方式对第二终端设备进行验证。若验证网元交互，M_UE通过M_AMF网元与A_5GDDNMF网元交互为例对本申请实施例提供的安全通信方法进行说明，A_UE和M_UE可以通过不同的AMF网元与A_5GDDNMF网元交互，这里用A_[0245]步骤400：A_UE注册到网络，与网络侧进行鉴权。主鉴权过程可以参考标准TS份标识用于指示A_UE。A_UE的邻近业务信息用于指示A_UE所需的邻近业务。A_UE为openProSediscovery场景的announci时标识或匿名化标识更新为A_UE的用户永久性标识，之后再将参数获取请求发送给A_5G[0253]本申请实施例并不限定A_AMF网元可以根据A_UE的临时标识或匿名化标识确定A_A_UE的用户永久性标识的对应关系，A_AMF网元可以根据该对应关系确定A_UE的用户永久地址。A_AMF网元还可以将该AUSF网元的信息携带在参数获取请求中，发送A_5GDDNMF网[0256]本申请实施例并不限定A_5GDDNMF网元根据参数获取请求对A_UE进行授权检查[0258]A_5GDDNMF网元请求UDM网元或邻近业务应用服务器进行授权检查的方式可以参[0260]A_5GDDNMF网元自行进行授权检查的方式可以参见前述内容中第一网元自行进[0261]A_5GDDNMF网元可以将A_UE的身份标识发送给UDM网元，请求A_UE所有邻近业务[0262]UDM网元在接收到A_UE的身份标识和用户标识后，可以根据A_UE身份标识确定A_UE的签约信息中所有与邻近业务相关的签约信息(也可以称为所有邻近业务的签约信息)，UDM网元将所有邻近业务的签约信息发送给A_5GDD如查看A_UE的所有邻近业务的签约信息中是否存在与邻近业务信息中的discoverycommand和discoverytype一致的discoverycommand和disc邻近业务参数包括ProSeapplicationcode，还包括下列的部分或全部：当前时间[0268]A_5GDDNMF网元在执行步骤405之前，A_5GDDNMF网元可以先确定是否需要向业务信息确定是否需要向AUSF网元请求密钥。[0271]A_5GDDNMF网元在执行步骤405之前，也可以先确定本地是否存储有A_UE的发现[0273]步骤406：AUSF网元接收到密钥获取请求后，根据A_UE的身份标识确定A_UE的[0274]下面分别对AUSF网元根据Kausf计算A_UE的UE粒度的发现密钥或邻近业务粒度的[0278]AUSF网元基于Kausf直接生成A_UE邻近业务粒度的发现密钥的方式可以参见前述A_UE邻近业务粒度的发现密钥。[0280]AUSF网元基于Kausf直接生成A_UEUE粒度的发现密钥的方式可以参见前述说明[0281]AUSF网元基于UE粒度的密钥生成A_UE邻近业务粒度的发现密钥的方式可以参见前述说明中第一网元基于终端设备粒度的发现密钥生成第一终端设备邻近业务粒度的发[0282]可选地，AUSF网元可以为A_UE的发现密钥设置生命周期。比如保存Validity现密钥。第一参数为A_5GDDNMF网元未保据A_UE的UE粒度的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发[0288]A_5GDDNMF网元根据A_UE的UE粒度的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发现密钥的方式与AUSF网元根据A_UE的UE粒度的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发现密[0291]本申请实施例并不限定A_5GDDNMF网元根据发现密钥确定一个或多个子密钥的[0295]表1中SUPI代表一个终端设备(也即A_UE)。ProSeapplicationcode_1和ProSeapplicationcode_2代表两个不同的应用对应的邻近业务临时标识。这2个不同的应用有为不同邻近业务的邻近业务粒度的发现密钥。按照表1的方式，当A_UE使用ProSeapplicationcode_1的时候，A_UE根据discoverykey_1生成消息完整码。表1中，A_5GDDNMF网元可以根据discoverykey_1和discoverykey_2可以进一步生成子密钥。本实施的discoverykey。discoverykey为A_UE的UE粒度的发现密钥，useridentity_1discoverykey和useridentity_2discoverykey为不同邻近业务的邻近业务粒度的发现密钥。按照表2的方式，当A_UE使用ProSeapplicationcode_1的时候，A_UE根据[0305]A_UE可以根据A_UE的发现密钥生成MIC，本申请实施例并不限定A_UE根据A_UE的业务粒度的发现密钥。UE根据完整性保护子密钥IK生成MIC，并使用机密性保护子密钥CK对邻近业务请求消息中的部分或全部信息进行机密性保护，也可以使用机密性保护子密钥CK对MIC的全部比特或IK和CK的使用顺序。即可以先使用CK对邻近业务请求消息中所有信息或部分信息进行加[0315]步骤411：M_UE接收邻近业务请求消息，根据邻近业务请求消息包括ProSe验证请求包括A_UE的ProSeapplicationcode109中与A_UE交互的5GDDNMF网元为A_5GDDNMF网元，与M_UE交互的5GDDNMF网元为M_5G[0317]步骤412：A_5GDDNMF接收到验证请求后，根据验证请求对A_UE进行验证。A_5GDDNMF可以根据ProSeapplicationcode确定A_UE的发现密钥，根据A_UE的发现密钥生元交互为例对本申请实施例提供的安全通信方法进行说明，A_UE和M_UE可以通过不同的AMF网元与A_5GDDNMF网元交互，这里用A_AMF网元和M_AMF网元进行区分。A_UE从A_5G[0331]步骤506：AUSF网元接收到密钥获取请求后，根据A_UE的身份标识确定A_UE的的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发现密钥的方式可以参见步骤406中的相关说明，[0335]A_5GDDNMF网元根据A_UE的UE粒度的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发现密钥的方式与AUSF网元根据A_UE的UE粒度的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发现密还可以进一步地根据A_UE的邻近业务粒度的发现密钥生成A_UE的子密钥。[0337]A_5GDDNMF网元还可以根据A_UE的邻近业务粒度的发现密钥生产A_UE的子密钥方式与AUSF网元根据A_UE的UE粒度的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发现密钥的方[0339]A_5GDDNMF网元还可以根据A_UE的邻近业务粒度的发现密钥生产A_UE的子密钥方式与AUSF网元根据A_UE的UE粒度的发现密钥生成A_UE的邻近业务粒度的发现密钥的方[0340]可选的，A_5GDDNMF网元保存A_UE的UE粒度的发现密钥和/或A_UE的邻近业务粒DDNMF网元相同的方法生成A_UE的子密DDNMF网元相同的方法生成A_UE的子[0344]需要说明的是，在步骤508中以参数获取响应中包括A_UE的UE粒度的发现密钥为[0346]至此，A_UE从A_5GDDNMF网元获取了用于生成A_UE的邻近业务粒度的发现密钥[0349]又例如，A_UE获取该A_UE的邻近业务粒度的发现密钥(该A_UE的邻近业务粒度的的方式与A_UE根据A_UE的发现密钥生成MIC的方式相同。A_5GDDNMF在生成XMIC后，确定网元交互，M_UE通过M_AMF网元与A_5GDDNMF网元交互为例对本申请实施例提供的安全通信方法进行说明，A_UE和M_UE可以通过不同的AMF网元与A_5GDDNMF网元交互，这里用A_求消息，该请求消息中携带A_UE的相关信息，如A_UE的身份标识或ProSeapplication[0374]步骤615：M_UE接收邻近业务请求消息，根据邻近业务请求消息包括ProSeapplicationcode和M_UE的邻近业务参数确定能够为据A_UE的发现密钥生成XMIC的方式与A_UE根据A_UE的发现密钥生成MIC的方式相同。M_UE[0378]需要说明的是，步骤610也可以在步骤614之后执行，也即M_UE可以先向M_5G[0385]若A_5GDDNMF网元将A_UE的UE粒度的发现密钥或A_UE的邻近业务粒度的发现密行上述方法实施例中第一终端设备或A_UE执行的方法，相关特征可参见上述方法实施例，[0408]在一种可能的实施方式中，接收单元903可以接收来自第一终端设备的参数获取901可以向第一终端设备发送参数获取响应，参数获取响应包括密钥生成参数；处理单元902还可以保存邻近业务临时标识和第一发现密钥的对应[0409]在一种可能的实施方式中