3g移動(dòng)通信中的安全改進(jìn)new

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1、3G移動(dòng)通信中的安全改進(jìn)　　摘　要：移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)系統(tǒng)的安全性能提出更高的要求。2G的安全技術(shù)已經(jīng)不再滿足人們對(duì)安全的需要，在對(duì)比2G與3G的安全技術(shù)的基礎(chǔ)上，具體分析了3G系統(tǒng)在用戶身份保密，用戶認(rèn)證與密鑰協(xié)商以及數(shù)據(jù)完整性方面的改進(jìn)，能與2G兼容，并保留了2G中的安全功能?！　￡P(guān)鍵詞：3G；加密；認(rèn)證；完整性引　言　　移動(dòng)通信中的安全問(wèn)題正受到越來(lái)越多的關(guān)注。人們?cè)诘玫绞褂靡苿?dòng)通信的便利的同時(shí)，對(duì)通信中的信息安全也提出了更高的要求?！　≡谀M蜂窩移動(dòng)通信中基本上沒(méi)有采用什么安全技術(shù)，對(duì)

2、用戶的信息是以明文傳送的。在無(wú)線鏈路竊聽(tīng)非常容易，移動(dòng)用戶的身份鑒別過(guò)程也非常簡(jiǎn)單。移動(dòng)用戶把移動(dòng)終端的電子序列號(hào)ESN和由網(wǎng)絡(luò)分配的移動(dòng)識(shí)別號(hào)MIN一起使用明文方式傳送給網(wǎng)絡(luò)，只要二者相符，就可建立呼叫。因此只需截獲MIN和ESN就容易克隆模擬蜂窩電話?！　≡诘诙鷶?shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中，在安全性方面有了較大的改進(jìn)，通過(guò)加密方式來(lái)傳遞用戶信息，對(duì)移動(dòng)用戶的認(rèn)證采用了詢問(wèn)－響應(yīng)認(rèn)證協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)給移動(dòng)用戶發(fā)送一個(gè)認(rèn)證請(qǐng)求詢問(wèn)，并要求用戶作出相應(yīng)的響應(yīng)。雖然可以在傳輸鏈路上截獲到該詢問(wèn)，但計(jì)算相應(yīng)的響應(yīng)需要

3、用到與特定用戶相關(guān)的秘密信息，而該信息只有合法用戶知道，即只有合法用戶才能作出正確響應(yīng)，而且認(rèn)證算法采用了密碼學(xué)雜湊函數(shù)設(shè)計(jì)而成。即使詢問(wèn)與響應(yīng)都被截獲，也很難計(jì)算出與合法用戶相關(guān)的秘密信息。在2G系統(tǒng)中采用了臨時(shí)身份TMSI機(jī)制在無(wú)線鏈路上識(shí)別移動(dòng)用戶，一般情況下不使用IMSI來(lái)識(shí)別用戶，由此加強(qiáng)了對(duì)用戶身份的保密，而且使用了SIM卡，使得用戶終端獨(dú)立出來(lái)?！　”M管第二代移動(dòng)通信GSM系統(tǒng)在安全性方面　　有了大的進(jìn)步，但它仍然存在許多不足。在2G系統(tǒng)中的認(rèn)證機(jī)制是單方面的，也就是說(shuō)只考慮了網(wǎng)絡(luò)對(duì)

4、用戶的認(rèn)證，而沒(méi)有考慮用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別。由此帶來(lái)的問(wèn)題是，可以通過(guò)偽裝成網(wǎng)絡(luò)成員對(duì)用戶進(jìn)行攻擊。加密機(jī)制是基于基站的，只有在無(wú)線接入部分信息被加密，而在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸鏈路和網(wǎng)間鏈路上仍然使用明文傳送。隨著解密技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算能力的提高，2G中使用的加密密鑰長(zhǎng)度是64bit，現(xiàn)在已經(jīng)能在較短的時(shí)間內(nèi)解密該密鑰。在2G中沒(méi)有考慮密鑰算法的擴(kuò)展性，只采用了一種加密算法，致使更換密鑰算法十分困難。另外克服GSM中的信息傳送沒(méi)有考慮消息的完整性?！　?G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的安全技術(shù)是在GSM的安全基礎(chǔ)上建立起來(lái)的

5、，它克服了GSM中的安全問(wèn)題，也增加了新的安全功能。下面將介紹3G安全中的幾個(gè)主要技術(shù)。1　用戶身份保密　　3G系統(tǒng)中的用戶身份保密有3方面的含義：①在無(wú)線鏈路上竊聽(tīng)用戶身份IMSI是不可能的；②確保不能夠通過(guò)竊聽(tīng)無(wú)線鏈路來(lái)獲取當(dāng)前用戶的位置；③竊聽(tīng)者不能夠在無(wú)線鏈路上獲知用戶正在使用的不同的業(yè)務(wù)?！　榱诉_(dá)到上述要求，3G系統(tǒng)使用了2種機(jī)制來(lái)識(shí)別用戶身份：①使用臨時(shí)身份TMSI；②使用加密的永久身份IMSI。而且要求在通信中不能長(zhǎng)期使用同一個(gè)身份。另外為了達(dá)到這些要求，那些可能會(huì)泄露用戶身份的信

6、令信息以及用戶數(shù)據(jù)也應(yīng)該在接入鏈路上進(jìn)行加密傳送。在3G中為了保持與第二代系統(tǒng)兼容，也允許使用非加密的IMSI。盡管這種方法是不安全的?！　≡谑褂门R時(shí)身份機(jī)制中，網(wǎng)絡(luò)給每個(gè)移動(dòng)用戶分配了一個(gè)臨時(shí)身份TMSI。該臨時(shí)身份與IMUI由網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)相關(guān)聯(lián)，用于當(dāng)移動(dòng)用戶發(fā)出位置更新請(qǐng)求、服務(wù)請(qǐng)求、脫離網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，或連接再建立請(qǐng)求時(shí)，在無(wú)線鏈路上識(shí)別用戶身份。　　當(dāng)系統(tǒng)不能通過(guò)TMUI識(shí)別用戶身份時(shí)，3G系統(tǒng)可以使用IMSI來(lái)識(shí)別用戶?！　≡摍C(jī)制由拜訪的SN／VLR發(fā)起向用戶請(qǐng)求IM－SI。用戶可選擇兩種方法來(lái)

7、響應(yīng)：一是與GSM一樣使用IMSI明文；二是使用擴(kuò)展加密移動(dòng)用戶身份XEMSI。由于使用IMSI的明文傳送，可能導(dǎo)致IMSI被竊聽(tīng)。在3G中應(yīng)該使用加密的用戶身份?！≡谑盏絊N／VLR的身份請(qǐng)求后，MS／USIM把IMSI加密后嵌入HE－message中，并且用HE－id來(lái)向SN／VLR指明可以解密該HE－message的HE／UIC的地址。SN／VLR收到HE－message后，根據(jù)HE－id再把該消息傳送到相應(yīng)的HE／UIC，HE／UIC解密后把用戶的IMSI傳遞給SN／VLR。在收到用戶的I

8、MSI后，就可以啟動(dòng)TMSI分配過(guò)程，此后將使用TMSI來(lái)識(shí)別移動(dòng)用戶身份?！　∵@種增強(qiáng)型身份加密機(jī)制把原來(lái)由無(wú)線接入部分傳送明文IMSI變成在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳送明文IMSI，在一定程度上加強(qiáng)了用戶身份的機(jī)密性。2　認(rèn)　證在GSM中采用了3元參數(shù)組（RAND／SRES／KC）來(lái)進(jìn)行認(rèn)證（見(jiàn)圖2）。鑒權(quán)中心產(chǎn)生3參數(shù)組RAND／SRESAUC／KC，將其傳送給HLR。在HLR中為每個(gè)用戶存儲(chǔ)1－10組參數(shù)，而在VLR中每個(gè)用戶存儲(chǔ)1－7組參數(shù)。VLR選取其中一組參數(shù)，將參數(shù)中用于鑒權(quán)用的隨機(jī)