移动通信中的安全机制

3G移动通信系统安全的探讨

摘要 本文对3g系统的安全威胁做了详尽的阐述，概述了3g的安全原则、目标和要求，分析了3g的安全特征，最后还给出了3g的安全结构。

关键词 3g；通信；系统；安全

中图分类号tn929 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）52-0181-02

0 引言

3g移动通信系统是一个在全世界范围内都覆盖和运用的网络系统，它即通过开放的全球有线网络，也通过全开放的无线链路进行信息传输。越来越多的人使用第三代移动通信系统（3g）进行信息交流，使得3g和网络资源使用的安全性变得更加重要了。

1 3g移动通信系统的安全威胁

对3g系统的安全威胁可以分为以下几个方面：

1）通过对敏感数据进行非法操作，以达到对消息的完整性进行攻击的目的。它主要包括：对消息的重放、插入、篡改或删除等；

2）通过对敏感数据进行非法获取，以达到对系统信息的保密性进行攻击的目的。它主要包括： 伪装、浏览、侦听、流量分析、试探和泄露等；

3）否认，它是指网络或用户对曾经发生的动作进行否认；

4）通过对网络服务进行干扰或滥用，从而造成系统拒绝服务或

者系统服务质量的下降。它主要包括： 资源耗尽、干扰、服务滥用和特权滥用等；

5）对服务的非法访问。它主要包括： 网络或者用户通过滥用访问权利，从而非法获得未授权服务。攻击者通过伪造成用户和网络实体，从而对系统服务进行非法访问。

2 3g移动通信系统的安全原则

3g移动通信系统是在2g的基础上发展起来的，它应该继承和发扬2g系统中的安全优点，同时要克服2g系统中存在的安全缺陷，为了更加完善的安全服务和安全特性。3g系统安全应遵循以下的原则：

1）3g都应该采用在2g中被证明是必须的和具有相当强的安全特性；

Ｈｉｇｈ＆Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　移动通信系统安全技术研究　赵彦博贲宏图　（沈阳地铁集团有限公司运营分公司）　【摘要ｌ随着信息化时代的发展进程，移动通信系统不断的　更新与进步，并逐渐在我们的日常生活占据不可忽视的重要地位。　为了更好的推动移动通信系统的发展与繁荣，对其安全技术进行研　究拥有可观的应用价值。本文从移动通信系统的安全技术发展进程　出发，对新型的３Ｇ移动通信系统的安全体系结构进行介绍，最后　提出相应的安全策略。　【关键词】移动通信系统；３Ｇ；安全体系结构；安全策略　移动通信系统的普及应用，推动了人们对其更深层次的研究。　为了更好地规避应用中出现的网络安全隐患，实现资源信息的合理　有效运用，对其安全技术进行研究是非常必要的。此外，随着信息　技术的更新与发展，移动网络通信系统也在一代代更新，针对最新　的通信系统，跟进安全技术的研究具有可观的应用价值。　１移动通信系统的安全技术发展概况　第一代移动通信系统在安全问题上缺陷较大，难以达到网络信　息传输的安全隐秘要求，而且存在严重的并机盗打现象。这一系统　还未实现数字化通信功能，而是采用模拟网络结构，仅仅允许正常　的语音通话。相较于第一代移动通信系统，２Ｇ通信系统采用了数字　网络，在信息安全与并机盗打上均有所改进。但是仍然存在一些安　全隐患，比如单向的认证系统隐患以及不完善的加密机制造成的信　息泄露等。当前正在广泛应用的３Ｇ通信系统具有可取的安全防范技　术。它在５个网络层次上对安全隐患进行防范，有利的打击了一些　非法入侵，隔离了许多安全威胁。　相信，随着信息技术的逐步发展，关于移动通信系统安全技术　的研究将会越来越精进，越来越完善　２　３Ｇ移动通信系统的安全体系结构　２．１　３Ｇ系统的安全目标　３Ｇ系统是在承继２Ｇ系统优势的前提下，进一步对２Ｇ系统的缺　陷进行完善。要实现从３Ｇ系统与２Ｇ系统兼容阶段到３Ｇ系统独霸时　代的合理过渡，必须在技术上解决２Ｇ系统遗留下来的历史问题一一　安全缺陷。为此，３Ｇ系统的安全目标可确立为：保密性更加良好；　认证系统更加完善的通信服务。此外，３Ｇ系统也要采取适当的措施　保证基本的语音通话的安全保护，杜绝一些非法欺骗与信息监听现　象。常见的用户认证、密码口令等都是预防信息泄露或者监听的基　本措施，有效地保证了系统的安全。　２．２　３Ｇ系统的安全结构　３Ｇ系统安全技术创新的理念是更加轻量化、易于携带型的体系　结构建设，它采用ＧＳＳ—ＡＰＩ技术保证客户端与服务端之问的信息传　输安全，建构了一个以用户端、安全管理体系与服务端的三方系统。　用户端发出相应的服务请求，安全管理服务器对发出的请求进行判　断、认证，并传输到服务端，允许或者禁止用户访问。作为安全系　统的三个组成结构，它们的具体内容如下：　（１）用户端　用户端主要是发送服务请求的通信设备，可以是个人计算机，　也可以是信息接收中心，甚至可以是手机或者收音机等接收设备。　它是信息传递与接收的源头之一，对其传送与接收的数据信息进行　安全保护是非常必要的。通常采用ＳＡＣＭ来实现用户端与服务器之间　的信息交换与数据传输。　（２）安全管理服务器　安全管理服务器是对传输的数据信息进行安全保护的模块，用　来对使用者进行身份验证，确保允许范围内的使用者有效登录。当　前所运用的身份验证服务有两类，一类是以Ｋｅｒｂｅｒｏｓ技术来实现密　码密钥的使用者身份证实；另一类是采用公共密钥来实现对系统的　加密，并以Ｘ．５０９服务协议来实现对双方身份与服务请求的验证。　其中，对于相应的密钥分发，有专门的管理系统负责；并且对于使　４　Ｉ华东科技　用者的特殊使用权限进行合理配置，控制使用者的访问范围，有效　分发数据库资源。　（３）服务端　服务端是接收用户服务申请内容的接收器，它包含了各种特殊　的服务信号与口令，并依照用户的个性化请求，传输到相应的服务　资源。可以说，服务端就是对用户端提出的请求与命令进行回复与　应答的系统。　３移动通信系统的安全策略　通过对３Ｇ通信系统安全技术三方系统的阐述，我们明白要实现　通信网络的安全运行，需要从三个角度来对系统安全管理进行强化。　经过大量的探索与尝试，笔者提出几个具体的安全策略。　３．１用户身份保密性　用户身份主要包含用户的个人信息、地理位置以及服务信息等　多个方面。保证用户身份的安全性要从以下几个方面入手：　（１）首先，要确保用户个人信息的隐秘性，禁止一些非法窃取　用户私人信息的现象；　（２）其次，要保护用户通信地理位置的隐蔽性，确保在无线通　信过程中不被非法监控与窃听；　（３）最后，要对用户的通信数据与传输信息进行隐私保护，严　格杜绝非法监听别人通信内容的行为。　鉴于以上描述，必须采取临时身份识别机制来保证用户身份的　机密性；此外，也要在通信线路中，对用户通信身份、通信内容以　及传输数据进行相应的加密处理，保证不被非法窃听或者因故泄露。　３．２认证系统　认证系统要从两个方向进行安全管理，不仅要实现基站和ＭＳ之　间通信的身份验证，而且要保证Ｍｓ和基站之间的信息安全验证，这　样可以有效阻断一些冒牌的基站对Ｍｓ的入侵与损害，也能确保Ｍｓ　传输到基站的信息的安全有效性。　可见，在系统通信中，要保证基站与Ｍｓ的安全，必须在每次通　信连接时，对系统进行身份鉴别。常用的鉴别参数包括ＲＡＮＤ、ＸＲＥＳ　以及一些令牌口令与密钥等　密钥一般用于实现对通信数据的加密　处理，并保证信号口令的完整性，以便实现对用户身份的合理确认。　３．３数据完整性保护　数据完整性保护是针对用户与网络之间的传送信息的，保证传　送信号在传递的过程中不被非法添加，也不因故损失基本信息。该　保护机制可以从密钥、算法等方面进行协商管理，其中，密钥用来　对传输的信息进行认证码添加与对照，以便保证信息的完整传递与　正确接收。而算法协商在认证码的编写中发挥了重要作用，它针对　不同的ＩＫ来合理编写ＭＡＣ，并在接收信息时编写相应的ＸＭＡＣ进行　信息接收判断。这种机制保证了接收数据的完整性，避免了一些因　数据缺失对网络或者使用者的安全威胁。　３．４数据保密性机制　数据保密性机制主要是一些密钥管理，比如密钥加密处理、密　钥算法协商等，主要采用安全协商来实现对数据内容的保护。一般　通过增加密钥的长度以及对数据进行分组加密管理等来强化对数据　信息的机密管理。　４结论　移动通信系统使我们的日常生活实现了快捷的交流服务，有利　地推动了信息化时代的前进步伐。本文中对其安全技术的探索具有　很大的利用空间　参考文献：　［１】刘丽玉．移动通信系统安全技术研究卟中国科技博览，２０１０（１８）．　ｆ２】赵忠华，昊剑英，王静．３Ｇ移动通信系统的网络安全分析［Ｉ１ｌ新疆师　范大学学报（自然科学版），２ＯＬＯ（１）．　【３】谢志能移动通信系统网络安全研究Ⅱ】．科技资讯，２０１３（０８）．

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移动通信中认证机制的比较研究

作者：刘颖

来源：《中国新技术新产品》2012年第05期

摘要：本文主要研究移动通信系统中的安全接入认证机制， 重点研究了基于IS-95标准的CDMA移动通信系统和第三代移动通信系统在安全接入认证方面的差异，将这两个系统在接入认证机制上进行了比较研究。

关键字：接入认证，密钥协商

1移动通信的发展分析

随着移动通信技术的迅速发展，在移动通信领域中出现了越来越丰富的业务种类。这些新兴的业务对移动通信中的信息安全提出了更高的要求。对于移动用户和网络运营商来说，安全是其中至关重要的问题，其中身份认证是保证系统安全的关键。同时，认证协议是确保服务正常进行的必要进程。在移动通信系统中，认证协议是保证通信双方的合法性和证实其它参与者的身份的。

2IS-95和3G接入认证机制的比较研究

2.1 匿名性

IS-95和3G在匿名性问题上是相同的，都是利用临时移动用户身份（TMSI）识别用户。临时移动用户身份（TMSI）仅在用户注册的位置区域或路由区域有局部意义。在该区域外，它应附加一个适当的位置区域标识或路由区域标识以避免TMSI的不确定性。在永久的和临时的用户身份之间的联系由用户在其中注册的拜访位置寄存器保存。

2.2 认证机制

IS-95系统和3G系统所采用的认证机制是不一致的。IS-95和3G系统的认证机制分别如下所述。

2.2.1 IS-95的认证机制

IS-95系统提供网络对移动台的单向认证。一个成功的认证需要移动台和基站处理一组完全相同的共享秘密数据。现有的规范中定义了两种主要的认证过程：全局质询/应答认证和惟一质询/应答认证。全局认证在移动台主呼、移动台被呼和移动台位置登记时执行，又称为共用RAND方式。惟一认证由基站在下列情况下发起：全局认证失败、切换、在语音信道上认证、移动台闪动请求、SSD更新。上述认证都采用共享秘密的质询/应答协议。 龙源期刊网

科技情报开发与经济　ＳＣＩ－ＴＥＣＨ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ　２００７年第１７卷第１Ｏ期　文章编号：１００５－６０３３（２００７）１０—０１７７—０２　移动通信系统安全机制发展的研究　

高红梅　，包　杰　，孙科学　（１．重庆邮电大学，重庆，４０００６５；２．石家庄邮电职业技术学院，河北石家庄，０５０６２１）　摘要：从移动通信系统演进的角度介绍了安全机制的发展历程，分析研究了２Ｇ的安　全性措施，阐述了３Ｇ认证签权方案及其优缺点，并对移动通信安全机制提出了一些见　解。　关键词：移动通信系统；安全机制；鉴权；－／Ａｉ￣　中图分类号：ＴＮ９１５．Ｏ８　文献标识码：Ａ　移动通信在如今的信息社会中占有举足轻重的作用。人们的工作、　生活、娱乐与移动通信紧紧联系在一起。然而由于网络的开放性以及无　线传播的特性，安全问题将成为整个移动通信系统的核心问题之一。移　动通信系统面临的安全威胁来自网络协议和系统的弱点，攻击者可以利　用网络协议和系统的弱点非授权获取通信内容、非授权访问敏感数据、　非授权处理敏感数据、干扰或滥用网络服务。在移动通信中，若没有足够　的安全措施，用户和服务网络就会面临诸如搭线窃听、冒充用户或网络、　篡改信息、泄露机密信息、拒绝服务等安全威胁。为了降低通信风险，给　个人通信提供更良好的环境，就需要更先进和更完善的安全机制。　移动通信的发展历程大致经历了三代，随之发展的安全机制也逐步　趋于成熟。　１　第一代和第二代移动通信系统安全机制　１．１第一代蜂窝移动通信系统的安全机制　第一代蜂窝移动通信系统几乎没有采取安全措施，安全保密性差。　易被窃听，易盗号。移动台把其电子序列号（ＥＳＮ）和网络分配的移动台识　别号（ＭＩＮ）以明文方式传送至网络，若二者相符，即可实现用户的接入，　结果造成大量的克隆手机，使用户和运营商深受其害。　Ｉ．２第二代数字蜂窝移动通信系统的安全机制　第二代移动通信系统（２ｎｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　２Ｇ）是以传送语音和数据为主　的数字通信系统。典型的系统有ＧｓＭ（采用ＴＤＭＡ方式），ＤＡＭＰＳ系统及　基于码分多址（ＣＤＭＡ）的ＣＤＭＡｏｎｅ系统。系统安全机制有了显著的改　进，其实现都是基于私钥密码体制，采用共享秘密数据（私钥）的安全协　议，实现对接入用户的认证和数据信息的保密。以ＧＳＭ系统安全机制为　例，主要有如下安全性措施：　（１）用户鉴权，防止未授权的用户接入，鉴权的计算见图１。　其中ＲＡＮＤ是网络侧对用户的提问，是由网络侧ＡＵＣ的随机数发　生器产生的，长度为１２８ｂ，它的值随机地在Ｏ～２ｍ一１（成千上万亿）范围　内抽取。ＳＲＥＳ称为符号响应，只有合法的用户才能够给出正确的回答　ＳＲＥＳ，是通过用户唯一的密码参数（　）的计算获取，长度为３２　ｂ。Ｋｉ可以　是任意格式和长度的，Ａ３算法为鉴权算法（由运营者决定），ｌ（ｉ和Ａ３以　相当保密的方式存储于ＳＩＭ卡和ＡＵＣ中。