CDMA鉴权
WCDMA和GSM安全機(jī)制比較
GSM的缺陷分以下幾點(diǎn)
首先,認(rèn)證是單向的,只有網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶的認(rèn)證、而沒有用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證、因此存在安全漏洞。非法設(shè)備可以偽裝成合法的網(wǎng)絡(luò)成癮,欺騙用戶,竊取用戶信息。
其次,移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)間的大多數(shù)信令是非常敏感的,需要得到完整性的保護(hù)。在GSM中,沒有考慮數(shù)據(jù)完整性保護(hù)的問題,在傳輸過程中被改也很難發(fā)現(xiàn)。
再次,加密不是端到端的、只有在無線信道部分加密,在固定網(wǎng)中沒有加密,采用明文傳輸,給攻擊者機(jī)會(huì)。
3G時(shí)代到來,針對(duì)GSM安全漏洞,UTMS的安全機(jī)制相對(duì)完善。WCDMA以五元組鑒權(quán):RAND、期望響應(yīng)(XRES)、加密密鑰(CK)、完整性密鑰(IK)、鑒權(quán)令牌(AUTN)。
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網(wǎng)絡(luò)和用戶的雙向鑒權(quán)過程
- 當(dāng)用戶購機(jī)入網(wǎng)時(shí),運(yùn)營商會(huì)將IMSI和用戶鑒權(quán)鍵Ki一起分配給用戶,同時(shí)將用戶的IMSI和Ki存入AUC(Authentication Center 鑒權(quán)中心)。
- VLR(Vistor Location Register 拜訪位置寄存器)從AUC獲得用戶鑒權(quán)數(shù)據(jù),MSC(Mobile Switching Center 移動(dòng)交換中心)/VLR從鑒權(quán)中心選取一組未使用過的鑒權(quán)參數(shù)。MSC/VLR向手機(jī)發(fā)起鑒權(quán)請(qǐng)求。請(qǐng)求消息中攜帶所選取的鑒權(quán)參數(shù)中的RAND、AUTN和CKSN參數(shù)
- 手機(jī)中的USIM根據(jù)收到的RAND和自己保存的IMSI、Ki一起計(jì)算出XMAC,與從網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到的AUTN中的MAC值進(jìn)行比較。如果相同,繼續(xù)驗(yàn)證收到的AUTN中的序列號(hào)SQN是否在有效范圍內(nèi)。序列號(hào)SQN是為了防止他人冒充網(wǎng)絡(luò),利用截獲的、舊的鑒權(quán)AUTN欺騙用戶。
- MSC/VLR將自己用RAND、IMSI和Ki算出的XRES與手機(jī)返回的RES進(jìn)行比較。如果相同,則認(rèn)為用戶合法。
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3G鑒權(quán)算法
3G鑒權(quán)采用MILENAGE算法
USIM鑒權(quán)包括兩部分功能:
(1)網(wǎng)絡(luò)的雙向鑒權(quán):包括USIM卡對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的認(rèn)證已經(jīng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)USIM卡的認(rèn)證。
(2)產(chǎn)生用于加密及數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)的對(duì)話密鑰-CK及IK
MILENAGE算法如圖
圖示的每一列代表一種特殊的安全函數(shù),用fx表示,其中x指一種函數(shù)。這些函數(shù)不同功能函數(shù)和他們用戶如下
f1:網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)函數(shù)MAC
f1*:再-同步信息鑒權(quán)函數(shù)MAC_S
f2:用戶鑒權(quán)函數(shù)RES
f3:加密密鑰離散函數(shù)CK
f4:完整性密鑰離散函數(shù)IK
f5:匿名密鑰離散函數(shù)
f5*:用于再-同步信息的匿名密鑰離散函數(shù)
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采用序列號(hào)SQN機(jī)制是為了保證在鑒權(quán)之后所生成的密鑰CK及IK的新鮮,在AUC/HLR中具備新鮮的SQN的機(jī)制,而在USIM卡中具備驗(yàn)證SQN是否新鮮的機(jī)制。USIM卡通過判斷所接收到的SQN的值是否在一個(gè)正確的范圍(由IND、L、Delta所確定)內(nèi),之后采用已生成的CK、IK進(jìn)行保密性和完整性的加密運(yùn)算。
K、OPc、L、c1-c5、r1-r5等參數(shù)的內(nèi)容由運(yùn)營商確定,并且由運(yùn)營商統(tǒng)一維護(hù),從而保證算法的安全性。
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總結(jié)
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