CN102984699B - D2d通信数据处理方法、设备和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种D2D通信数据处理方法、设备和系统，其中，该方法包括：源用户终端向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并接收基站确定源用户终端与目标用户终端之间建立D2D通信信道后返回的随机序列码，根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对随机序列码进行计算获取通信密钥；应用存储在本地的第二算法和通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理，并通过D2D通信信道发送给目标用户终端。通过本发明提供的D2D通信数据处理方法、设备和系统，从而实现了对基于D2D通信模式下的业务数据进行加密处理，提高了用户使用D2D模式进行通信交互的安全性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种D2D通信数据处理方法、设备和系统。
背景技术
端到端（Device-to-Devicc，D2D）通信是一种短距离通信技术。当用户终端向基站提出D2D通信请求，基站根据请求将用户终端的通信方式切换到D2D连接模式。D2D通信可应用于多种通信业务，特别是近距离的或同一区域内的通信，基于D2D通信模式，用户终端之间的数据可以直接进行传输而不经过基站。虽然相比于通过蜂窝小区基站提供的通信业务，D2D通信模式减轻了基站的负载压力，但是，通信数据的安全性较差。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种D2D通信数据处理方法、设备和系统。
本发明一方面提供一种D2D通信数据处理方法，包括：
源用户终端向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并接收所述基站确定所述源用户终端与所述目标用户终端之间建立D2D通信信道后返回的随机序列码；
所述源用户终端根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取通信密钥；
所述源用户终端应用存储在本地的第二算法和所述通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理，并通过所述D2D通信信道发送给所述目标用户终端。
本发明另一方面提供一种D2D通信数据处理方法，包括：
目标用户终端根据基站发送的用于指示与源用户终端进行D2D通信交互的指示消息建立与所述源用户终端之间的D2D通信信道后，获取与所述D2D通信交互对应的随机序列码，其中，所述随机序列码是基站下发给所述源用户终端用于生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码；
所述目标用户终端接收所述源用户终端通过所述D2D通信信道发送的、应用所述通信密钥进行加密处理的业务数据；
所述目标用户终端根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取所述通信密钥，并应用存储在本地的第二算法和所述通信密钥对所述业务数据进行解密处理。
本发明又一方面提供一种用户终端，包括：
请求模块，用于向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并接收所述基站确定所述源用户终端与所述目标用户终端之间建立D2D通信信道后返回的随机序列码；
处理模块，用于根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取通信密钥；
加密模块，用于应用存储在本地的第二算法和所述通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理；
发送模块，用于通过所述D2D通信信道将经过加密处理的业务数据发送给所述目标用户终端。
本发明再一方面提供一种用户终端，包括：
获取模块，用于根据基站发送的用于指示与源用户终端进行D2D通信交互的指示消息建立与所述源用户终端之间的D2D通信信道后，获取与所述D2D通信交互对应的随机序列码，其中，所述随机序列码是基站下发给所述源用户终端用于生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码；
接收模块，用于接收所述源用户终端通过所述D2D通信信道发送的、应用所述通信密钥进行加密处理的业务数据；
解密模块，用于根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取所述通信密钥，并应用存储在本地的第二算法和所述通信密钥对所述业务数据进行解密处理。
本发明另一方面提供一种D2D通信数据处理系统，包括：基站、所述基站控制下的源用户终端和目标用户终端，其中，所述源用户终端为上述本发明又一方面提供的一种用户终端，所述目标用户终端为上述本发明再一方面提供的一种用户终端。
本发明实施例提供的D2D通信数据处理方法、设备和系统，通过基站接收源用户终端发送的请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并确定源用户终端与目标用户终端之间建立D2D通信信道后，向源用户终端返回一随机序列码，源用户终端根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对该随机序列码进行计算获取通信密钥，并应用存储在本地的第二算法和该通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理，并通过D2D通信信道发送给目标用户终端。从而实现了对基于D2D通信模式下的业务数据进行加密处理，提高了用户使用D2D模式进行通信交互的安全性。
附图说明
图1为本发明D2D通信数据处理方法一个实施例的流程图；
图2为本发明D2D通信数据处理方法另一实施例的流程图；
图3为本发明用户终端一个实施例的结构示意图；
图4为本发明用户终端另一实施例的结构示意图；
图5为本发明D2D通信数据处理系统一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明D2D通信数据处理方法一个实施例的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤100，源用户终端向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并接收所述基站确定所述源用户终端与所述目标用户终端之间建立D2D通信信道后返回的随机序列码；
针对现有技术中两个用户终端A和B即源用户终端和目标用户终端进行D2D通信时通信数据的安全性较差的缺陷，本实施例提出的D2D通信数据处理方法中源用户终端和目标用户终端的SIM卡中预先存储了相同的、生成D2D通信密钥所用的初始密钥和第一算法，以及在源用户终端和目标用户终端中存储了相同的加密业务数据所用的第二算法。需要说明的是，源用户终端和目标用户终端可以预先在运营商处注册D2D安全通信服务，获取上述与两者之间进行D2D安全通信对应的初始密钥和第一算法以及第二算法。值得注意的是，一个用户终端也可以根据需要与多个用户终端进行D2D安全通信服务，比如A与B和C都注册了D2D安全通信服务，A与B之间获取的初始密钥、第一算法以及第二算法，以及A与C之间获取的初始密钥、第一算法以及第二算法中的至少一个信息不相同，A与B以及A与C之间的通信交互过程类似，以一对源用户终端和目标用户终端之间进行D2D安全通信为例进行说明：若源用户终端向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，该业务请求消息中包括源用户终端标识和目标用户终端标识，基站对接收到的业务请求消息进行解析获取源用户终端标识和目标用户终端标识，然后根据源用户终端标识和目标用户终端标识查询归属位置寄存器中的终端位置信息，以便根据预设的D2D通信策略判断源用户终端与目标用户终端之间是否满足D2D通信条件，若满足，则为源用户终端与目标用户终端分配用于D2D通信交互的信道和功率，并指示源用户终端与目标用户终端建立D2D通信信道，当源用户终端与目标用户终端之间建立好D2D通信信道后向基站发送已建立响应，基站在确认源用户终端与目标用户终端之间建立好D2D通信信道后，向源用户终端发送与该D2D通信交互对应的一随机序列码。
步骤101，所述源用户终端根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取通信密钥；
源用户终端接收到基站发送的与D2D通信交互对应的一随机序列码之后，根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对该随机序列码进行计算获取通信密钥，具体为：源用户终端将该随机序列码保存在临时存储区，然后通过与SIM卡的接口发送给SIM卡，SIM卡根据自身预先存储的初始密钥和第一算法对该随机序列码进行计算获取通信密钥，并将该通信密钥发送给源用户终端，源用户终端将该通信密钥保存在临时存储区。
步骤102，所述源用户终端应用存储在本地的第二算法和所述通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理，并通过所述D2D通信信道发送给所述目标用户终端。
源用户终端获取SIM卡根据初始密钥和第一算法生成的与D2D通信交互对应的通信密钥后，应用存储在本地的第二算法和该通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理，并通过已建立的D2D通信信道将经过加密处理的业务数据发送给目标用户终端。由于基站对每次D2D通信交互生成的随机序列码不同，因此，即使在一次通信交互中通信密钥被截获，下一次的D2D通信交互会重新生成新的通信密钥，并且即使基站生成的随机序列码被截获，由于初始密钥和第一算法都保存在源用户终端的SIM卡中，安全性高，很难被破解获取通信密钥，从而保证了D2D通信数据的安全。
本实施例提供的D2D通信数据处理方法，通过基站接收源用户终端发送的请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并确定源用户终端与目标用户终端之间建立D2D通信信道后，向源用户终端返回一随机序列码，源用户终端根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对该随机序列码进行计算获取通信密钥，并应用存储在本地的第二算法和该通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理，并通过D2D通信信道发送给目标用户终端。从而实现了对基于D2D通信模式下的业务数据进行加密处理，提高了用户使用D2D模式进行通信交互的安全性。
基于上述实施例，进一步地，当源用户终端通过D2D通信信道传输完经过加密处理的业务数据，完成与目标用户终端之间的D2D通信交互之后，该方法还包括：
源用户终端向基站发送通信结束消息，从而基站根据通信结束消息释放用于源用户终端与目标用户终端进行D2D通信交互的信令控制资源，同时，源用户终端向目标用户终端发送该通信结束消息，从而目标用户终端释放用于该D2D通信交互的传输资源，从而提高了系统资源的利用率，避免浪费。
图2为本发明D2D通信数据处理方法另一实施例的流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤200，目标用户终端根据基站发送的用于指示与源用户终端进行D2D通信交互的指示消息建立与所述源用户终端之间的D2D通信信道后，获取与所述D2D通信交互对应的随机序列码，其中，所述随机序列码是基站下发给所述源用户终端用于生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码；
本实施例中待进行D2D通信的源用户终端和目标用户终端分别在各自用户终端的SIM卡中存储了相同的、生成通信密钥所用的初始密钥和第一算法，以及在各自用户终端中存储了相同的加密业务数据所用的第二算法。若源用户终端向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，该业务请求消息中包括源用户终端标识和目标用户终端标识，基站对接收到的业务请求消息进行解析获取源用户终端标识和目标用户终端标识，然后根据源用户终端标识和目标用户终端标识查询归属位置寄存器中的终端位置信息，以便根据预设的D2D通信策略判断源用户终端与目标用户终端之间是否满足D2D通信条件，若满足，则为源用户终端与目标用户终端分配用于D2D通信交互的信道和功率，并指示源用户终端与目标用户终端建立D2D通信信道，从而目标用户终端根据基站发送的用于指示与源用户终端进行D2D通信交互的指示消息建立与源用户终端之间的D2D通信信道，并且目标用户终端获取与该D2D通信交互对应的随机序列码其中，该随机序列码是源用户终端生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码，目标用户终端获取该随机序列码的方式不止一种，具体包括：目标用户终端接收基站发送的、与D2D通信交互对应的随机序列码，或者，目标用户终端接收源用户终端通过D2D通信信道发送的与D2D通信交互对应的随机序列码。
步骤201，所述目标用户终端接收所述源用户终端通过所述D2D通信信道发送的、应用与所述D2D通信交互对应的通信密钥进行加密处理的业务数据；
源用户终端根据自身SIM卡中存储的初始密钥和第一算法对基站发送的与D2D通信交互对应的随机序列码进行计算生成通信密钥，然后源用户终端应用该通信密钥和存储在本地的第二算法对待发送的业务数据进行加密处理，并通过已建立的D2D通信信道将经过加密处理的业务数据发送给目标用户终端，从而目标用户终端接收源用户终端应用与D2D通信交互对应的通信密钥进行加密处理的业务数据。
步骤202，所述目标用户终端根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取所述通信密钥，并应用存储在本地的第二算法和所述通信密钥对所述业务数据进行解密处理。
目标用户终端接收到源用户终端应用与D2D通信交互对应的通信密钥进行加密处理的业务数据后，根据自身SIM卡中存储的初始密钥和第一算法对已获取得随机序列码进行计算生成通信密钥，然后目标用户终端应用存储在本地的第二算法和生成的通信密钥对接收到的业务数据进行解密处理，从而获取源用户终端发送的信息。由于基站对每次D2D通信交互生成的随机序列码不同，因此，即使在一次通信交互中的通信密钥被截获，下一次的D2D通信交互会重新生成新的通信密钥，并且即使基站生成的随机序列码被截获，由于初始密钥和第一算法都保存在目标用户终端的SIM卡中，安全性高，很难被破解获取通信密钥，从而保证了D2D通信数据的安全。
本实施例提供的D2D通信数据处理方法，通过目标用户终端根据基站发送的用于指示与源用户终端进行D2D通信交互的指示消息建立D2D通信信道后，获取与D2D通信交互对应的随机序列码，其中，随机序列码是源用户终端生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码，当目标用户终端接收源用户终端通过D2D通信信道发送的、应用通信密钥进行加密处理的业务数据后，根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对随机序列码进行计算获取通信密钥，并应用存储在本地的第二算法和通信密钥对业务数据进行解密处理。从而实现了对基于D2D通信模式下经过加密的业务数据进行解密处理，提高了用户使用D2D模式进行通信交互的安全性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图3为本发明用户终端一个实施例的结构示意图，如图3所示，该用户终端包括：请求模块11、处理模块12、加密模块13和发送模块14，其中，请求模块11用于向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并接收基站确定源用户终端与目标用户终端之间建立D2D通信信道后返回的随机序列码；处理模块12用于根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对随机序列码进行计算获取通信密钥；加密模块13用于应用存储在本地的第二算法和通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理；发送模块14用于通过D2D通信信道将经过加密处理的业务数据发送给目标用户终端。
本实施例提供的用户终端中各模块的功能和处理流程，可以参见上述图1所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
基于上述实施例，进一步地，请求模块11还用于向基站发送通信结束消息，以使基站释放用于D2D通信交互的信令控制资源；发送模块14还用于向目标用户终端发送所述通信结束消息，以使目标用户终端释放用于D2D通信交互的传输资源。
图4为本发明用户终端另一实施例的结构示意图，如图4所示，该用户终端包括：获取模块21、接收模块22和解密模块23，其中，获取模块21用于根据基站发送的用于指示与源用户终端进行D2D通信交互的指示消息建立与源用户终端之间的D2D通信信道后，获取与D2D通信交互对应的随机序列码，其中，随机序列码是基站下发给源用户终端用于生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码；接收模块22用于接收源用户终端通过D2D通信信道发送的、应用通信密钥进行加密处理的业务数据；解密模块23用于根据存储在本地SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取通信密钥，并应用存储在本地的第二算法和通信密钥对业务数据进行解密处理。其中，获取模块21具体用于：接收基站发送的、与D2D通信交互对应的随机序列码，或者，接收源用户终端通过D2D通信信道发送的与D2D通信交互对应的随机序列码。
本实施例提供的用户终端中各模块的功能和处理流程，可以参见上述图2所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图5为本发明D2D通信数据处理系统一个实施例的结构示意图，如图5所示，该系统包括：基站1、基站1控制下的源用户终端2和目标用户终端3，其中，源用户终端2为本发明图3所示的用户终端，目标用户终端3为本发明图4所示的用户终端，基站1为本发明所示实施例中涉及的基站。
本实施例提供的D2D通信数据处理系统中各模块的功能和处理流程，可以参见上述所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种端到端D2D通信数据处理方法，其特征在于，包括：
源用户终端向基站发送请求与目标用户终端进行D2D通信交互的业务请求消息，并接收所述基站确定所述源用户终端与所述目标用户终端之间建立D2D通信信道后返回的随机序列码；
所述源用户终端根据存储在所述源用户终端SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取通信密钥；
所述源用户终端应用存储在所述源用户终端的第二算法和所述通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理，并通过所述D2D通信信道发送给所述目标用户终端。
2.根据权利要求1所述的D2D通信数据处理方法，其特征在于，在所述通过所述D2D通信信道发送给所述目标用户终端之后，所述方法还包括：
所述源用户终端向所述基站发送通信结束消息，以使所述基站释放用于所述D2D通信交互的信令控制资源；
所述源用户终端向所述目标用户终端发送所述通信结束消息，以使所述目标用户终端释放用于所述D2D通信交互的传输资源。
3.一种端到端D2D通信数据处理方法，其特征在于，包括：
目标用户终端根据基站发送的用于指示与源用户终端进行D2D通信交互的指示消息建立与所述源用户终端之间的D2D通信信道后，获取与所述D2D通信交互对应的随机序列码，其中，所述随机序列码是基站下发给所述源用户终端用于生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码；
所述目标用户终端接收所述源用户终端通过所述D2D通信信道发送的、应用所述通信密钥进行加密处理的业务数据；
所述目标用户终端根据存储在所述目标用户终端SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取所述通信密钥，并应用存储在所述目标用户终端的第二算法和所述通信密钥对所述业务数据进行解密处理。
4.根据权利要求3所述的D2D通信数据处理方法，其特征在于，所述获取与所述D2D通信交互对应的随机序列码包括：
所述目标用户终端接收所述基站发送的、与所述D2D通信交互对应的随机序列码。
5.根据权利要求3所述的D2D通信数据处理方法，其特征在于，所述获取与所述D2D通信交互对应的随机序列码包括：
所述目标用户终端接收所述源用户终端通过所述D2D通信信道发送的与所述D2D通信交互对应的随机序列码。
6.一种用户终端，所述用户终端为源用户终端，其特征在于，包括：
请求模块，用于向基站发送请求与目标用户终端进行端到端D2D通信交互的业务请求消息，并接收所述基站确定所述源用户终端与所述目标用户终端之间建立D2D通信信道后返回的随机序列码；
处理模块，用于根据存储在所述源用户终端SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取通信密钥；
加密模块，用于应用存储在所述源用户终端的第二算法和所述通信密钥对待发送的业务数据进行加密处理；
发送模块，用于通过所述D2D通信信道将经过加密处理的业务数据发送给所述目标用户终端。
7.根据权利要求6所述的用户终端，其特征在于，
所述请求模块，还用于向所述基站发送通信结束消息，以使所述基站释放用于所述D2D通信交互的信令控制资源；
所述发送模块，还用于向所述目标用户终端发送所述通信结束消息，以使所述目标用户终端释放用于所述D2D通信交互的传输资源。
8.一种用户终端，所述用户终端为目标用户终端，其特征在于，包括：
获取模块，用于根据基站发送的用于指示与源用户终端进行端到端D2D通信交互的指示消息建立与所述源用户终端之间的D2D通信信道后，获取与所述D2D通信交互对应的随机序列码，其中，所述随机序列码是基站下发给所述源用户终端用于生成与D2D通信交互对应的通信密钥所用的随机序列码；
接收模块，用于接收所述源用户终端通过所述D2D通信信道发送的、应用所述通信密钥进行加密处理的业务数据；
解密模块，用于根据存储在所述目标用户终端SIM卡中的初始密钥和第一算法对所述随机序列码进行计算获取所述通信密钥，并应用存储在所述目标用户终端的第二算法和所述通信密钥对所述业务数据进行解密处理。
9.根据权利要求8所述的用户终端，其特征在于，所述获取模块具体用于：
接收所述基站发送的、与所述D2D通信交互对应的随机序列码，或者，接收所述源用户终端通过所述D2D通信信道发送的与所述D2D通信交互对应的随机序列码。
10.一种端到端D2D通信数据处理系统，其特征在于，包括：基站、所述基站控制下的源用户终端和目标用户终端，其中，所述源用户终端为如权利要求6或7所述的用户终端，所述目标用户终端为如权利要求8或9所述的用户终端。
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