移动通信网鉴权认证综述

doi:10.11959/j.issn.2096-109x.2018096

网络与信息安全学报 ›› 2018, Vol. 4 ›› Issue (12): 1-15.doi: 10.11959/j.issn.2096-109x.2018096

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移动通信网鉴权认证综述

胡鑫鑫(),刘彩霞,刘树新,游伟,乔康

国家数字交换系统工程技术研究中心，河南郑州 450001

修回日期:2018-10-20 出版日期:2018-12-15 发布日期:2018-12-30
作者简介:胡鑫鑫（1994-），男，湖北襄阳人，国家数字交换系统工程技术研究中心硕士生，主要研究方向为5G网络安全。|刘彩霞（1974-），女，山东烟台人，国家数字交换系统工程技术研究中心副教授，主要研究方向为移动通信网络、新型网络体系结构。|刘树新（1987-）男，山东潍坊人，国家数字交换系统工程技术研究中心助理研究员，主要研究方向为复杂网络、网络信息挖掘。|游伟（1984-），男，江西丰城人，国家数字交换系统工程技术研究中心助理研究员，主要研究方向为密码学、移动通信网络。|乔康（1994-），男，四川成都人，国家数字交换系统工程技术研究中心硕士生，主要研究方向为区块域技术。
基金资助:
国家自然科学基金创新研究群体资助项目(61521003);国家重点研究发展基金资助项目(2016YFB0801605)

Overview of mobile communication network authentication

Xinxin HU(),Caixia LIU,Shuxin LIU,Wei YOU,Kang QIAO

National Digital Switching System Engineering ＆Technological R＆D Center,Zhengzhou 450001,China

Revised:2018-10-20 Online:2018-12-15 Published:2018-12-30
Supported by:
The National Natural Science Foundation Innovation Group Project of China(61521003);The National Key Research and Development Program of China(2016YFB0801605)

摘要/Abstract

摘要：

随着移动通信网技术的演进，网络安全问题日益突出，如何在提供高质量通信服务的同时保护合法用户的隐私不被非法窃取、运营商网络不被入侵成为移动通信安全领域的一个重要问题。用户与网络的相互鉴权是用户和网络彼此判定对方合法性的重要手段，鉴权手段也随着网络演进而不断演进，从历代移动通信网络（GSM、CDMA、UMTS、LTE）鉴权认证技术入手，分析鉴权技术优缺点，并重点剖析了即将商用的第五代（5G）移动通信的鉴权技术、统一认证技术，最后对未来鉴权技术的发展进行了展望。

关键词: 移动通信网, 鉴权, 安全, 第五代移动通信, 统一认证

Abstract:

With the increasingly serious security situation of mobile communication network,it becomes an important issue about how to protect the privacy of legitimate users while providing high-quality communication services,and how to protect the carrier network from being invaded becomes an important issue in the field of mobile communication security.Authentication is an important means for users and networks to authenticate each other's legitimacy.Authentication methods are also evolving along with network evolution.Starting with the authentication methods of past mobile communication networks (GSM,CDMA,UMTS,LTE),the advantages and disadvantages of each generation of authentication technology are analysed,along with which the authentication technology and unified authentication technology of the fifth-generation (5G) mobile communication to be commercialized are emphatically analysed.In the last,reasonable prospect for the development of authentication technology in the future are proposed.

Key words: mobile network, authentication, security, 5G mobile communication, unified authentication

中图分类号:

TN929

胡鑫鑫, 刘彩霞, 刘树新, 游伟, 乔康. 移动通信网鉴权认证综述[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(12): 1-15.

Xinxin HU, Caixia LIU, Shuxin LIU, Wei YOU, Kang QIAO. Overview of mobile communication network authentication[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2018, 4(12): 1-15.

图/表 10

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表1

参考文献 57

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网络	元组	鉴权方向	优缺点
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CDMA	（MIN，ESN，A-KEY，SSD-A，SSD-B）	单向	主密钥A-KEY不直接用于认证，2个SSD共128 bit。单向鉴权，操作复杂，存在明文发送IMSI情况
UMTS	（RAND，XRES，CK，IK，AUTN）	双向	提供接入链路的信令数据完整性保护，密钥长度为64/128 bit，安全机制可拓展，双向鉴权避免伪基站，鉴权向量不可重用。存在明文发送IMSI情况
LTE	（RAND，AUTN，XRES，Kasme）	双向	分级密钥增强安全性，密钥长度 128 bit，双向鉴权避免伪基站。存在明文发送IMSI情况
5G	（RAND、AUTN、XRES*、K_AUSF）	双向	部分密钥长度为128/256 bit，采用公私钥的方式加密SUPI不会明文发送SUPI。加密算法复杂，增加UE功耗，可能会增大时延

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